Вопрос 20

Блоки (РЭМ-3). Компоновка блоков осуществляется путем сборки ФЯ в пакеты, и корпусирование пакетов в блоки. Блоки имеют различные конструктивные разновидности.

Модуль или компонент первого уровня представляет собой конструктивно неделимое устройство, например микросхему, транзистор, дискретный резистор и т. д.

Модуль второго уровня объединяет на одной печатной плате несколько модулей первого уровня.

Модуль третьего уровня — блок — объединяет модули второго уровня и конструктивно может быть оформлен в виде панели (кассеты) с печатным или проводным монтажом.

Наконец, модуль четвертого уровня представляет собой отдельное устройство, объединяющее ряд панелей (кассет) в стойку, шкаф и т. п. Межпанельные соединения здесь обычно реализуются проводным монтажом. Естественно, что приведенный пример лишь иллюстрирует модульный принцип конструирования радиоустройств, который в зависимости от назначения и состава модулей первого уровня может претерпевать большие изменения. Так, при конструировании устройств на основе базовых матричных кристаллов модулем первого уровня могут служить элементы базового кристалла.

Метод модульного конструирования обладает рядом неоспоримых достоинств, одним из которых является упрощение алгоритмической реализации методов решения конструкторских задач на различных уровнях разработки радиоаппаратуры. Вместе с тем применение этого метода возможно лишь при решении проблемы конструктивной и схемной унификации модулей различного уровня, возможность которой определяется достигнутым уровнем технологии.

При выполнении этого условия можно выделить ряд стандартных задач конструкторского этапа проектирования, которые приходится решать на различных уровнях. Очевидно, что на содержание этих этапов накладывает специфические особенности вид проектируемой аппаратуры. Так, если говорить о микроэлектронных устройствах, составляющих 70% всех радиоустройств, то к этим задачам следует отнести задачи:

компоновки модулей;

размещения модулей низшего уровня в модуле высшего;

трассировки межсоединений;

получения конструкторско-технологической документации.

Эти задачи обладают рядом особенностей по сравнению с задачами других этапов проектирования радиоустройств, например схемотехнического, поэтому разберем их подробнее.

Задача компоновки заключается в распределении модулей низшего уровня по конструктивным модулям высшего уровня.

При этом считается, что каждый модуль является конструктивно неделимым компонентом по отношению к модулю более высокого уровня и, как правило, функционально и конструктивно унифицированным. Среди задач компоновки можно выделить два характерных класса.

Компоновка - процесс создания из отдельных составляющих частей законченного изделия, отвечающего всем требованиям технического задания.

Это первый этап проектных работ, позволяющий выбрать наиболее приемлемое решение поставленных задач без существенной потери времени. Выбираются основные технические направления и принцип действия. Далее:

определяются конструктивные составляющие изделия;

устанавливается их взаимное расположение и связи;

определяются габаритные размеры и масса изделия.

Результатом компоновочных работ являются компоновочные чертежи. Они позволяют рассчитать прочность, тепловой режим и виброизоляцию, оценить компактность аппаратуры и условия ее размещения на объекте.

В процессе компоновки необходимо соблюдать следующие

между отдельными узлами и блоками должны отсутствовать заметные паразитные взаимосвязи, влияющие на технические характеристики изделия; тепловые и механические влияния элементов не должны значительно ухудшать технические характеристики;

взаимное расположение элементов конструкции должно обеспечивать технологичность сборки и монтажа с учетом использования автоматов и полуавтоматов, легкий доступ к деталям для контроля, ремонта и обслуживания;

изделие должно удовлетворять требованиям технической эстетики;

габариты и масса изделия должны быть минимальны.

Уменьшить трудоемкость работ и повысить наглядность результатов позволяют методы компоновочных работ:

аналитическая; аппликационная;

графическая; модельная;

натурная.

Аналитическая компоновка. Суть заключается в определении основных характеристик конструкции нового изделия аналитическим методом. Путем последовательного суммирования определяются примерные величины объема, ве-габаритов и некоторых других параметров аппаратуры, которые необходимы на первом этапе проектирования. Расчеты проводят на той стадии разработки изделия, когда окончательно отработана функциональная схема, выбрана элементная база и составлена принципиальная схема.

Аппликационная компоновка. Применяется при разработке двумерных конструкций (печатных плат). На лист с координатной сеткой накладывают аппликации, упрощенно повторяющие контуры электрорадиоэлементов при виде сверху. Добиваются оптимального размещения.

Графическая компоновка. Является логическим продолжением аппликационной. Применяется в случаях, когда элементы конструкции имеют большие габариты. Кроме того, она очень удобна при использовании машинных методов компоновки. В настоящее время метод применяется в САПР PCAD.

Модельная компоновка. Применяется в случаях, когда получить оптимальную компоновку аппликационным или графическим способами трудно или невозможно. Наиболее часто в случаях, когда:

конструкция трехмерная и состоит из элементов сложной конфигурации и различных размеров;

когда необходимо размещать РЭА в неудобных и мысленно непривычных пространствах и объемах (часть цилиндра, конуса, сферы);

при эстетической отделке конструкции.

Натурная компоновка. По сути аналогична модельной и применяется, когда необходимо в короткие сроки разработать новое изделие. Рабочий макет изготавливают из натуральных элементов и узлов.