Разработка конструкции АЛУ

Следующим этапом является конструкторское проектирование. При

выполнении этапа пользователь вводит конструкторско - технологические ограничения (КТО) (например, число токопроводящих слоев, размер платы, области, запрещенные для трассировки и размещения, зазор между проводниками и т.д.). Размещение и трассировка также выполняются в среде графических редакторов, которые поддерживают как автом

атизиро­ванный процесс, так и возможность интерактивного вмешательства пользователя в процесс проектирования. Чаще всего задача вначале решается в автоматическом режиме, а далее дорабатывается вручную до требуемого уровня качества.

Например: при проектировании печатных плат (ПП) относительно средних размеров (~40-50 DIP) обычно конструктор в ручном режиме затрачивает 50-60ч. рабочего времени.

Трассировка аналоговой платы с помощью персонального компьютера занимает не более 30 минут. Автоматические трассировщики дают 90-95% соединений. После установки межэлементных связей осуществляется проверка спроектированной платы на наличие отклонения от геометрических параметров. Также осуществляется автоматический контроль на предмет соответствия физически реализованных соединений соединениям принципиальной электрической схемы.

Этап подготовки производства ПП заключается в выпуске полного комплекта конструкторской документации шелкографических или фотошаблонов и перфолент для сверлильных и установочных станков.

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет частоты собственных колебаний блока

Арифметическо-логическое устройство может применяется в основном в стационарных ЭВМ. Наиболее разрушающее воздействие при эксплуатации ЭВМ, оказывает вибрация. Конструкция ЭВМ представляет собой сложную колебательную систему, состоящую из конечного числа простых механических узлов. Суммарная частота колебаний складывается из частоты собственных колебаний узла и частот случайных воздействий.

Расчет частоты собственных колебаний блока производиться путем условной замены конструкции блока эквивалентными расчетными схемами.

Частоту собственных колебаний платы для всех случаев ее краев можно определить по формуле 3.1.

f = km*k* B*h*104/a2 (3.1)

где f – частота собственных колебаний;

k - поправочный коэфицент при распределенной нагрузке;

km - поправочный коэфицент на материал

B - частотная постоянная, зависящая от вида закрепления платы;

h - толщина платы;

a - длинна платы;

Выбранные способы(способы 2,3,6) закрепления платы показаны на рисунке 3.1

2 3 6

Рисунок 3.1 Способы крепления плат

Выбираем значения частотной постоянной B для выбранных способов крепления и отношения сторон платы.

Так как соотношения сторон a и b равно 1, то значение B для данных способов крепления равны:

Способ 2 – B=336

Способ 3 – B=181

Способ 6 – B=62

Поправочный коэфицент на материал определяется по формуле (3.2).

km = (E/Ec)*(pc/p) (3.2)

где - поправочный коэфицент на материал;

E и р - модуль упругости и плотность применяемого материала;

Ec и pc - модуль упругости и плотность стали;

Так как плата не стальная, а выполнена из фольгированного диэлектрика, то поправочный коэфицент на материал равен km = поправочный коэфицент массы элементов при распределенной нагрузке рассчитывается по формуле (3.3).

k = 1/ 1+Qэ/Qn (3.3)

где k – поправочный коэфицент при распределенной нагрузке;

Qэ - масса элементов, равномерно размещенных на плате;

Qn - масса платы;

В данном случае, поправочный коэфицент массы элементов при распределенной нагрузке равен k =0.6

Толщина платы h= 0.5

Длинна платы a= 95

Подставляем полученные значения в формулу (3.1), и определяем частоту собственных колебаний f0

f02 =(0.54*0.6*336*05*104)/952=0.07

f03 =(0.54*0.6*181*05*104)/952=0.03

f06 =(0.54*0.6*62*05*104)/952=0.01

На основании расчетов получены частоты собственных колебаний платы. Из трех выбираем наименьшее. Исходя из условий прочности, вынужденная частота колебаний должна быть более чем в два раза меньше частоты собственных колебаний. Поэтому данная плата должна применяться в устройствах, где вынужденные колебания не выше

3.2 Оценка уровня унификации блока

Оценить уровень унификации блока путем расчета коэфицентов применяемости и повторяемости .

Коэффициент повторяемости показывает долю элементов в модуле, которые применялись в производстве. Он рассчитывается по формуле (3.4):

(3.4)

где кпр - коэфицент применяемости;

nст - количество стандартных изделий, применяемых в блоке;

nун - количество унифицированных изделий, применяемых в блоке;

nнорм - количество нормализованных изделий, применяемых в блоке;

nп - количество покупных изделий, применяемых в блоке;

nор - количество оригинальных изделий, применяемых в блоке;

Эти значения приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Подставляем значения и рассчитываем коэфицент применяемости по формуле (3.4):

(3.4)

Коэфицент повторяемости находится из отношения общего количества составных частей к общему количеству типоразмеров. Коэфицент применяемости рассчитывается по формуле (3.5):

kn = Nобщ / Nнаим (3.5)

где - коэфицент повторяемости;

Nобщ- общее количество применяемых изделий, применяемых в блоке (Nобщ =nст+nун+nнорм+nп+nор);

Nнаим - количество наименований(типоразмеров) изделий;

Подставляем значения и рассчитываем коэфицент повторяемости по формуле(3.6)

(3.6)

Выполнив расчеты, можно сделать вывод о том, что данный блок является технологичным, так как knр >0.7 и kn >1.

 Скачать реферат