Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Конструирование электронных узлов приборной аппаратуры
Выбор метода конструирования электронного Функционального узла
Выбор метода конструирования электронного функционального узла (модуля первого уровня разукрупнения) представляет собой сложную комплексную задачу с большим числом итераций. По своей сути выбор метода конструирования узла - это выбор способов конкретной реализации принятого направления конструирования и созданного общего облика конструкции, т.е. принятие решений по следующим частным конструкторско-технологическим задачам: - определение типа корпусов компонентов, подлежащих установке на монтажное основание модуля; - выбор материала и типоразмера монтажного основания; - выбор технологии монтажа узла; - выбор конструкции монтажного основания с системой проводников, размещение соединителей, выбор класса точности; - определение необходимой плотности монтажа; - выполнение размещения компонентов на монтажном основании и проведение трассировки; - обеспечение устойчивости конструкции узла к механическим воздействиям; - обеспечение теплового режима работы узла; - выбор варианта установки модуля в конструкциях верхних уровней. В настоящее время в арсенале конструктора имеются десятки типовых вариантов конструкций функциональных электронных узлов приборного оборудования. Каждый из вариантов является результатом реализации определенного метода конструирования, учитывающего большое количество факторов эксплуатационного, конструкторского, технологического и организационно-экономического характера. Процесс конструирования функциональных узлов (ФУ) подчиняется принципам структурно-параметрического синтеза конструкции, рассмотренных в разд.2.5. В процессе конструирования ФУ сочетаются две тенденции - генерация многообразия вариантов конструкции, удовлетворяющих множеству исходных требований и усечение принятого к рассмотрению множества вариантов [6,35]. Выбор метода конструирования является многокритериальной задачей, так как каждый из определяющих факторов выражается множеством требований, каждому из которых, в свою очередь, необходимо выбрать критерий (или целевую функцию) принятия решения. Выбору метода конструирования предшествует определение, в первом приближении, количества модулей первого уровня разукрупнения в изделии. Эта задача, в значительной степени схемотехнического плана, подробно рассмотрена в [7,18,5]. Рассматриваемый этап конструирования характеризуется противоречивостью исходных требований. Основные конфликтные сочетания требований: обеспечение минимальных значений габаритов и массы узла, с одной стороны, и обеспечение механической устойчивости и теплового режима, с другой; обеспечение высокой степени интеграции, использование новых материалов, компонентов, технологий, с одной стороны, и минимизация себестоимости изготовления, обеспечение технологичности конструкции, с другой и т.п. Указанные особенности и специфика исходных требований, рассмотренная в разделах 1 и 2 пособия, допускают использовать лишь процесс последовательного многоступенчатого итерационного выбора метода конструирования. Рекомендуемая последовательность выбора метода конструирования ФУ и возможные базовые варианты методов на каждом шаге выбора представлены в табл. 4.13. После прохождения всех шагов выбора метода, получают комплекс базовых методов, определяющих основные принципы формирования конструкции ФУ. Рациональность полученной совокупности базовых методов определяется достоверностью решений, принимаемых на каждом шаге. Современное программно-методическое обеспечение процесса конструирования позволяет свести к минимуму возможные ошибки при принятии решений, основанных в значительной степени на эмпирике проектировщика. Таблица 4.14 содержит перечень основных объективных и субъективных знаний, относящихся к формальному аппарату интеллектуального конструирования. Использование перечисленных в табл. 4.14 объективных и субъективных знаний возможно тогда, когда определены области требований к конструкции ФУ и известны условия существования решений. Для формирования необходимых требований и возможных решений, следует рассмотреть заданные условия эксплуатации приборной аппаратуры. Используя схему рис. 4.16 можно сформировать области конструктивных решений, а затем на основе табл. 4.15 конкретизировать требования к конструкции ФУ и определить условия существования решений. В табл. 4.15 введены обозначения: МО - монтажное основание; ВВФ - внешние воздействующие факторы; КГ - коэффициент готовности; БНК - базовая несущая конструкция. Конкретные варианты методов конструирования ФУ и условия принятия решений по выбору наиболее рационального варианта рассмотрим в последующих разделах.
Таблица 4.13 Выбор метода конструирования
Таблица 4.14 Атрибуты реляционного представления конструкции ФУ и конструктивно-технологические определители
Таблица 4.15 Детализация областей требований и решений при конструировании ФУ
4.6.2. Компоненты электронных функциональных узлов Приборной аппаратуры
Конструкции компонентов электронных узлов относятся к классу навесных изделий электронной техники (ИЭТ), предназначенных для установки на монтажные основания узлов и входят вместе с микросборками в нулевой структурный уровень конструкций приборной аппаратуры. Виды корпусов навесных компонентов подробно рассмотрены в пособиях [2,10,27,30,53], поэтому целесообразно остановиться на конструкциях групп корпусов, определяющих выбор метода конструирования ФУ, виды конструкций монтажных оснований, технологию монтажа и др. Это следующие группы: - компоненты со штыревыми выводами (микросхемы в корпусах подтипов 11, 12, 13, 14, 15, 21, 22, 31, 32, частично 61, 62 по ГОСТ 17467-88; микросборки со штыревыми выводами по боковой стороне или по аналогии с подтипом 12, под подложкой; транзисторы; диоды, резисторы, конденсаторы и др.); - компоненты с планарными выводами (микросхемы в корпусах 41, 42 подтипов, частично в корпусах 15 подтипа, транзисторы, резисторы и др. в корпусах, аналогичных перечисленным корпусам микросхем); - поверхностно-монтируемые компоненты (микросхемы в корпусах 43, 44, 45 подтипов и безвыводные в корпусах 51, 52, частично 61, 62, микросборки, транзисторы, резистивные сборки и др. в аналогичных корпусах); - бескорпусные микросхемы (кристалл на плате). Тип корпуса микросхемы можно определить по обозначению серий. Буквы, начинающие обозначение серии являются кодами и несут следующую информацию: К - МС широкого применения; Б - бескорпусные; КР - пластмассовый корпус (DIP или 21 подтип); КА - пластмассовый планарный; КМ - металлокерамический; КЕ - металлополимерный типа “Е” (PLSS или 45 подтип); КС - стеклокерамический; КН - керамический безвыводный типа “Н” (51 подтип); КИ стеклокерамический планарный; КФ - пластмассовый типа “Ф” ( S0 или 43 подтип). Выбор элементной базы для ФУ содержит решение нескольких частных задач, состав которых зависит от требований условий эксплуатации: - выбор серии микросхем и типов ЭРИ по условиям обеспечения функционального назначения; - выбор типа корпусов микросхем и ЭРИ; - проверка соответствия элементной базы требованиям по назначению приборного оборудования и климатическому исполнению; - корректировка выбранных микросхем и ЭРИ при наличии ограничений (например, на шаг между выводами микросхем, на плотность установки на монтажном основании и др.); - минимизация разновидностей типов корпусов и выводов выбранных микросхем и ЭРИ; - технологический анализ выбранного множества корпусов микросхем и ЭРИ. Суть решаемых частных задач поясняется рис. 4.17 . Выбор варианта конструктивного исполнения всех ИЭТ, подлежащих установке на монтажном основании ФУ, непосредственно не влияет на метод конструирования. Варианты метода конструирования определяются на основе совместного рассмотрения элементной базы и монтажного основания. Необходимо отметить особенность ФУ авиационной приборной аппаратуры, состоящую в чрезвычайно большом разнообразии ИЭТ и деталей, устанавливаемых на монтажные основания, что является отличием от классических представителей ФУ радиоэлектронной аппаратуры и вычислительной техники. Помимо ИЭТ широкого применения, в качестве навесных компонентов приборных ФУ можно отметить трансформаторы различных конструкций, дроссели, релейные устройства, мощные транзисторы и диоды и др., а также детали, радиаторы, теплоотводы, крепежные скобы, уголки, подставки, прокладки, штыри контактные, пистоны и др. Такое разнообразие типов конструкций навесных компонентов и деталей требует локального конструирования отдельных участков на монтажном основании ФУ с постоянной проверкой совместимости принятого решения по отдельному участку со всей совокупностью принятых ранее решений.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-09 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |