Разработка устройства сопряжения для блока обмена информацией специализированного бортового комплекса
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
е рассчитываются массогабаритные характеристики платы устройства.
Покажем на примере микросхемы ПЛИС EPF10K50
Sуст.эл = Ks Sэл, - установочная площадь элемента(3.1.1)
Vуст.эл = Kv Vэл, - установочный объем элемента(3.1.2)эл = Kmmэл, - установочная масса элемента(3.1.3)
где Ks = 1,5, Kv=1,8 , Km=0,9 - коэффициенты дезинтеграции по площади, по объему и по массе соответственно.
Sуст.эл = 1,5*1197,15=1795,7 мм2= 17,96 см2=0,001796 м2
Vуст.эл = 1,8*3591,4=6464,52 мм3 = 64,65 см2=0,006465 м3,эл = 0,9*13= 11,7 г=0,0117 кг
На основании элементной базы и коэффициентов запаса произведем предварительный расчет площади, объема и массы конструкции.
Sk = qs Sуст.эл,(3.1.4)
Sk = 2 17,96 = 35,92 см2,
Vk = qv Vуст.эл,(3.1.5)
Vk = 2,564,65 = 161,63 см3,к = qm mэл,(3.1.6)к = 3,311,7 = 38,61 г.
где qv, qs, qm - коэффициенты запаса объема, площади и массы;
qv = 2,5 , qs = 2 , qm = 3,3.
Остальные элементы рассчитываются аналогично.
После выполнения всех расчетов получаем:
S Sk= 299,24 см2
S Vk= 413 см3
S mк = 238 г
По результатам расчетов можно сделать следующие выводы:
)Рассчитанная площадь конструкции, необходимая для размещения элементов в корпусе и трассировки соединений соответствует заданной в ТЗ и равной 300 см2.
)Полученная масса конструкции меньше массы записанной в ТЗ, равной 250 г.
Из вышеприведенных расчетов видно, что для выбранной элементной базы требования к массогабаритным характеристикам конструкции, предъявляемые в ТЗ на изделие, выполняются.
.2Описание конструкции блока
Шлюз для связи центрального процессора с периферийными устройствами, входит в состав блока обмена информацией, т. е. шлюз находится в корпусе БО. Корпус устройства выполняется из алюминия, поскольку этот материал удовлетворяет прочностным требованиям и позволяет обеспечить заданную массу конструкции. Конструкция корпуса обеспечивает защиту радиоэлементов устройства и печатной платы от механических повреждений, а также исключает попадание внутрь посторонних предметов. Корпус представляет собой конструкцию разъемного типа. Линейные размеры корпуса: Lx = 496 мм; Ly = 257 мм; Lz = 194 мм.
В качестве коммутационного основания устройства применяется печатная плата, выполненная из двухстороннего стеклотекстолита, который, как было показано выше, обладает наибольшим комплексным показателем качества и, следовательно, лучше других материалов подходит для разрабатываемого устройства. Печатная плата УС будет устанавливаться вертикально в кросс-плату при помощи разъема типа СНП34 - 135, расположенного в нижней части платы. Её крепление в корпусе осуществляется при помощи алюминиевой рамки, для чего по боковым и верхней сторонам платы предусмотрены 10 отверстий для закрепления рамки. Алюминиевая рамка служит для увеличения жесткости модуля и представляет собой три алюминиевых угольника, которые в свою очередь прикрепляется к боковым и верхней крышкам корпуса БО с помощью винтов.
Элементы коммутации размещаются на печатной плате. Соединение выводов радиоэлементов и контактных площадок печатной платы осуществляется при помощи пайки. Проводники покрываются лаком-флюсом. Выбор типа конструкции и компоновочного решения блока обуславливается объектом установки РЭС, видом и интенсивностью воздействия внешних дестабилизирующих факторов.
.РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ РЭМ
Конструктивно РЭМ собирается на печатной плате. Элементы располагаются с двух сторон платы. В качестве заготовки коммутационного основания применяется двусторонний фольгированный стеклотекстолит.
.1Расчет элементов печатной платы
Целью расчета является определение геометрических размеров основных элементов печатной платы, перенесение которых с фотошаблона на поверхность стеклотекстолита позволит получить размеры элементов, соответствующие выбранному классу точности платы.
Исходя из габаритных требований, предъявляемых к печатной плате, номенклатуры применяемых элементов, стоимости изготовления платы, простоты исполнения и надежности при эксплуатации, выбираем, как наиболее оптимальный, третий класс точности платы, для которого характерны следующие размеры элементов:
минимальная ширина проводника bмин = 0,25 мм;
минимальное расстояние между проводниками Sмин = 0,25 мм;
ширина пояска контактной площадки в наружном слое bн = 0,1 мм;
отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы ?= 0,33.
Расчету подлежат диаметры контактных площадок, минимальный диаметр переходного отверстия, минимальные ширина проводника и расстояние между проводниками.
Найдем минимальный диаметр переходного отверстия:
ПО ? ? hПЛ, (4.1.1)
где ? - отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине платы; ПЛ - толщина печатной платы. ПО.мин = 0,331,5 = 0,495 мм.
Определяем диаметр монтажных отверстий:
dмо ? dв + 2 hг + ? + ?д, (4.1.2)
где dв - диаметр вывода радиоэлемента;
2 hг в - толщина гальванической осаждённой меди в монтажном отверстии;
? - зазор между выводом радиоэлемента и стенкой отверстия;
?д - погрешность выполнения диаметра переходных отверстий;
dмо ? 0,8+20,05+0,5+0,12 = 1,5 мм.
Определяем диаметр контактной площадки:
dкп ? 2(bн+ dмо/2+?0+?кп)+??ф+hф, (4.1.3)
?0 - погрешность расположения отверстия;
?кп- погрешность расположения контактной площадки;
?ф - погрешность фотошаблона;
hф- толщина фольги.
dкп ? 2(0,1+1,5/2+0