Рис. 7.4. Схема определения установочного объема Vyci (а) и объема обобщенной геометрической модели ОГМ (б)

либо использования специальных экранов.

Сложные условия эксплуатации, энергетическое несоверщенство РЭА, необходимость учета при компоновке объемов электрических и магнитных полей - причина усложнения проблем компоновки ЭЛ РЭА, которая может быть определяющим фактором при выборе того или иного компоновочного решения РЭА. Поэтому компоновочными моделями ЭЛ или РЭА в целом являются не геометрически адекватные им модели, а модели, геометрически обобщающие всю совокупность их свойств. Такая модель называется обобщенной геометрической моделью ОГМ (см. гл. 8).

Сложность расчета и формы ОГМ - причина использования в практике компоновочных работ упрощенных компоновочных моделей в виде установочных объемов 1уст или площади оут

ЭЛ. 1/уст(5уст) - прямоугольный параллелепипед (или прямоугольник), описанный вокруг ЭЛ с учетом его максимальных установочных размеров, требований по монтажу и регулировке и дополнительных объемов или пространства, обеспечивающих его нормальную работу при данном тепловыделении, электрических и магнитных взаимодействиях.

Размеры ОГМ (V-уст и 5у(.т) функция геометрии ЭЛ и его режима работы. При малых Кнгр по мощности (0,1...0,3) можно использовать упрощенные соотношения для

вычислений 1/уст и Syc по нормализованным установочным размерам (рис. 7.4, а):

уст - 1 .бЛщах тах тах!

5уст£1.3Ли1ах5тах. (7.1)

При значениях Кнгр > 0,3 ... ,.. 0,5 вычисление Ууст и Syj, затрудняется, так как необходимо вычисление объемной или плоской ОГМ со сложными образующими (рис. 7.4, б), что требует знания начальных и граничных условий.

Аналитическая компоновка

В ее основе лежат выражения

ls = K?,2l/ , = (l/K3 , )2Vy ,;

S2 = KyB2SCTi = (/KLn) SSycTb

(7.2)

где l/j, (Sj;) - суммарный объем (площадь) РЭА; К (К=) - коэф-

фициенты увеличения объема (площади) РЭА, зависящие от назначения и условий эксплуатации и равные 5...1 (3...1); VycTi (SycTi) - установочный объем (площадь) (-го элемента; Кзап - коэффициент заполнения РЭА по объему (0,2 ... 1); исп - коэффициент использования площади платы, шасси и т. п. (0,33... 1).

Объемная масса РЭА обычно ле жит в пределах 0,4...1,6 г/см.

и организация конструкторского труда Графическая компоновка

Основана на упрощении графики и ускорении процесса вычерчивания ЭЛ. Используется при выполнении компоновочных эскизов и монтажных чертежей.

По современным стандартам ЕСКД допускается весьма значительное упрощение начертаний ЭЛ РЭА. Для ускорения выполнения графических работ используют де-коли (сухие переводные изображения на прозрачной пленке), трафареты (рис. 7.5), специальные штампы и т. п.

Графическими методами пользуются на стадиях ЭП и ТП при разработке эскизов и монтажной КД.

Рис. 7.5. Часть трафарета для выполнения графической компоновки и виды упрощенных начертаний ЭЛ

Графоаналитическая компоновка

В ее основу положено выражение

Aj,= N (As - Ai) + nAi, (7.3)

где i4j, - суммарное значение компоновочного параметра; N - число больших ЭЛ; п - число малых ЭЛ; Лз и - максимальное и минимальное значение компоновочного параметра.

Если гистограмма распределения FycT или SycT имеет два максимума (рис. 7.6, а), то строим график (рис. 7.6, б). В зависимости V = -= f (N/n) или S = f {N/n), no отношению N/n находим среднее значение V или S, а затем суммарное (Vj, = Vcp n, Sj; = Scpn).

Для технологической и измерительной РЭА обычно Vx = 2 см*

iff О

При малом разнообразии форм ЭЛ можно (в частности, при компоновке ЭЛ топологических структур пленочных и гибридных ИС) использовать единичный геометрический компоновочный параметр в виде квадрата или куба, сводя площади (объемы) ЭЛ к исходному нормированному значению и вычисляя общую площадь (объем) в нормированных значениях. Для ЭВМ и устройств обработки данных часто используют простые соотношения вида: число функцийДобъем, число ЭЛ, площадь) и им полобиые.

Аналитическими методами пользуются при ограниченном количестве типоразмеров ЭЛ РЭА на стадиях ЭП и ТП.

Рис. 7.6. Характер распределения компоновочных параметров и их связь с отношением N/n для графоаналитической компоновки

и = 10 см. В ЭТОМ случае проще использовать формулу 1/j, =

= 8N -- 2п, которая получается после подстановки численных значений V, и l/j в (7.3).

Графоаналитический метод целесообразно использовать для быстрой приближскний оценки компоновочных параметров на стадиях ПТ и ЭП и при достаточной однородности компоновочных параметров и анализируемых И.

Машинная компоновка

Предназначена для замены ручного труда конструктора работой ЭВМ, в которой используются принципы перебора возможных вариантов расположения ЭЛ и возможных мест трассировки соединений с помощью ЭВМ. Так как используются I несвойственные цифровой ЭВМ ло- гические алгоритмы, то эффективность таких методов оказывается значительно ниже методов решения цифровых задач (см. гл. 8). Практика выполнения машинной компоновки и оборудование для нее описаны - в §7.5.

Эффективность методов машинной компоновки тем выше, чем выше Жесткость иерархических конструкторских уровней РЭА (стойка, рама, панель, субпанель, типовой элемент замены ТЭЗ с гнездами Для ИС или дискретных ЭЛ. Чем ограниченней их номенклатура, тем больше степень унификации схемных и технологических решений. Наиболее целесообразно использование комплексного подхода и решение

Натурная компоновка

В ее основе разработка лабораторных макетов из реальных ЭЛ, соединенных в полном соответствии с принципиальной схемой И. Эта компоновка эффективна, кОгда компоновка ЭЛ на макете, фор.ма и размеры макета соответствуют ТЗ на разработку конструкции-И. В противном случае (особенно при высокой плотности компоновки) неизбежна длительная доводка образца до требуемых параметров.

EcjiH выполнить ЭЛ. в виде магнитных кубиков (залить их в прозрачную пластмассу, армировать конг тактами и магнитными держате.чя-ми), которые имеют V 2:1 1уст. то возможно быстрое моделирование достаточно сложных И (широкополосных ВУ, измерительных приборов и т. п.).

Натурные методы целесообразны на стадии отработки принципиальной схемы и формулировки ТЗ на конструкцию И.

Номографическая компоновка

Используются нормированные значения компоновочных параметров по ряду предпочтительных чисел R2Q (обеспечивающих при 140 значениях с точностью ±6% любое значение компоновочного параметра в диапазоне значений 10 раз), специальных таблиц с рассчитанными значениями lycT, -SycT и m, номограмм и таблиц со значениями К (К , К).

Номограммы строятся по форму-

nAif (п- Ai); Л+Л = ПА; Л)! Ask = f(A; k; К); Ло=(Ла А),

не частных задач мащинной компоновки, а машинного проектирования РЭА в целом. В противном случае эффективность применения машинной компоновки позволяет повысить производительность конструкторского труда всего на 8 ... 10%.

Машинные методы целесообразно использовать на стадии ТП при разработке КД для комплексных (совместно с технологическими системами) систем автоматизации проек-тирован-ия РЭА.