Разработка конструкции АЛУ - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Структура и назначение арифметическо-логического устройства, порядок его проектирования. Выбор элементной базы, конструкции данного блока и основные требования к нему. Расчет частоты собственных колебаний блока АЛУ, оценка уровня его унификации.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Федеральное агентство по образованию
Астраханский колледж вычислительной техники
АСТРАХАНСКИЙ КОЛЛЕДЖ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Специальность 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Дисциплина __ Конструирование, производство, эксплуатация СВТ _______
Группа __ М-41 нд ______________________________________________
______________________ Вагин_Константин_Валерьевич ___________________________________________________ (фамилия, имя, отчество студента)_________________________
Тема проекта: _________ Разработка конструкции АЛУ_____________________________
Исходные данные к проекту: Конструкция АЛУ должна обеспечивать защиту от механических воздействий при перегрузке с ускорением G =5м/с 2 ; способы крепления платы - 2,3,6; вероятность безотказной работы - Р(t)?0,98; наработка на отказ - Т = 120 000 час, годовой выпуск изделия 10 000, t = - 40 +50C. Основой для разработки конструкции АЛУ служит схема электрическая принципиальная АЛУ.
При автоматизации проектирования конструкции АЛУ использовать современные графические пакеты прикладных программ. Предусмотреть поэлементное резервирование n=2; m=5.
Содержание пояснительной записки курсового проекта
1.1 Выбор элементной базы конструкции АЛУ
1.2 Основные требования к конструкции АЛУ
2.2 Выбор и обоснование конструкции АЛУ
2.3 Автоматизация проектирования конструкции АЛУ
3.1 Расчет частоты собственных колебаний конструкции АЛУ
3.2 Оценка уровня унификации конструкции АЛУ
3.3 Оценка надежности конструкции АЛУ
3.4 Расчет параметров печатного монтажа платы
Лист 1 Схема электрическая принципиальная конструкции АЛУ
Лист 2 Сборочный чертеж конструкции АЛУ
Лист 3 Плата печатная конструкции АЛУ
Лист 4 Спецификация конструкции АЛУ
Лист 5 Таблица соединения конструкции АЛУ
Дата выдачи задания_______________________________________
Руководитель_____________________________________________
Задание принял к исполнению (дата)_________________________
Подпись студента__________________________________________
1.2 Основные требования к конструкции блока
2.2 Выбор и обоснование конструкции блока
2.3 Автоматизация проектирования блока
3.1 Расчет частоты собственных колебаний блока
3.4 Расчет параметров печатного монтажа платы
4.2 Выбор схемы технологического процесса
4.2.1 Механическая обработка печатной платы
AMD и Intel сегодня пытаются выпускать продукты для максимального числа сегментов рынка, причём, на основе минимально возможного ассортимента кристаллов. Прекрасный пример - линейка процессоров Intel Core 2 Duo. Здесь есть три процессора с кодовыми названиями для разных рынков: Merom для мобильных приложений, Conroe - настольная версия, Woodcrest - серверная версия. Все три процессора построены на одной технологической основе, что позволяет производителю принимать решения на последних этапах производства. Можно включать или отключать функции, а текущий уровень тактовых частот даёт Intel прекрасный процент выхода годных кристаллов. Если на рынке повысился спрос на мобильные процессоры, Intel может сфокусироваться на выпуске моделей Socket 479. Если возрос спрос на настольные модели, то компания будет тестировать, валидировать и упаковывать кристаллы для Socket 775, в то время как серверные процессоры упаковываются под Socket 771. Сейчас создаются четырёхядерные процессоры: два двуядерных кристалла устанавливаются в одну упаковку.
Корпорация Intel представила первые в отрасли четырехъядерных процессоров, предназначенные специально для многопроцессорных серверов, на которых выполняются приложения, требовательные к производительности, надежности и масштабируемости. Такие приложения обычно работают в виртуализированных средах, которые позволяют консолидировать серверы и базы данных, оптимизировать планирование и использование вычислительных и интеллектуальных ресурсов предприятия.
Шесть новых моделей четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии 7300, по оценке компании, имеют производительность в два раза выше, а производительность на один ватт потребляемой мощности в три раза выше, чем четырехъядерные процессоры Intel предыдущего поколения.
В серии 7300 представлены энергоэффективные процессоры с различными наборами характеристик: с частотой до 2,93 ГГц и потребляемой мощностью 130 Вт, несколько 80-ваттных процессоров, а также 50-ваттная версия с частотой 1,86 ГГц, оптимизированная для четырехпроцессорных серверов с высокой плотностью монтажа и компактных стоечных серверов. В наборе микросхем Intel 7300 реализована технология Data Traffic Optimizations и другие передовые технологии, на базе которых построена сбалансированная платформа, позволяющая оптимизировать обмен данными между процессорами, памятью и подсистемой ввода/вывода.
Новая профессиональная серверная платформа Intel сочетает микроархитектуру Intel Core, высокопроизводительные четырехъядерные процессоры и технологию Intel Virtualization Technology. Кроме удвоения количества вычислительных ядер, процессоры серии 7300 и набор микросхем Intel 7300 поддерживают объем памяти, в четыре раза превышающий аналогичный показатель, характерный для предыдущих многопроцессорных платформ Intel.
Ожидается, что с сегодняшнего дня более 50 производителей систем начнут поставки серверов на базе процессоров Intel Xeon серии 7300. Среди них можно назвать Dell, Egenera, Fujitsu, Fujitsu-Siemens, Hitachi, HP, IBM, NEC, Sun, Supermicro и Unisys.
Составной частью любого процессора является арифметическо-логическое устройство(АЛУ) (англ. arithmetic and logic unit, ALU) -- блок процессора, который служит для выполнения арифметических и логических преобразований над словами, называемыми в этом случае операндами.
Современные ЭВМ общего назначения обычно реализуют операции всех приведенных выше групп, а малые и микроЭВМ, микропроцессоры и специализированные ЭВМ часто не имеют аппаратуры арифметики чисел с плавающей точкой, десятичной арифметики и операций над алфавитно-цифровыми полями. В этом случае эти операции выполняются специальными подпрограммами. К арифметическим операциям относятся сложение, вычитание, вычитание модулей («короткие операции») и умножение и деление («длинные операции»). Группу логических операций составляют операции дизъюнкция (логическое ИЛИ) и конъюнкция (логическое И) над многоразрядными двоичными словами, сравнение кодов на равенство. Специальные арифметические операции включают в себя нормализацию, арифметический сдвиг (сдвигаются только цифровые разряды, знаковый разряд остается на месте), логический сдвиг (знаковый разряд сдвигается вместе с цифровыми разрядами). Обширна группа операций редактирования алфавитно-цифровой информации.
Арифметико-логическое устройство функционально можно разделить на две части :
а) микропрограммное устройство (устройство управления), задающее последовательность микрокоманд (команд);
б) операционное устройство (АЛУ), в котором реализуется заданная последовательность микрокоманд (команд).
Сложность логической структуры АЛУ в определенной степени можно охарактеризовать количеством отличающихся друг от друга микроопераций, необходимых для выполнения всего комплекса задач, поставленных перед АЛУ. На входе каждого регистра собраны соответствующие логические схемы, обеспечивающие такие связи между регистрами, что позволяют реализовать заданный набор микроопераций.
Выполнение операций над словами сводится к выполнению последовательности микрокоманд, которые управляют передачей слов в АЛУ и действиями по преобразованию слов. Порядок выполнения микрокоманд определяется алгоритмом выполнения операций. Следовательно, связи между регистрами АЛУ и функции, которые должны выполнять регистры, зависят в основном от принятой методики выполнения операций : арифметических, логических и специальной арифметики.
Перечень операций, выполняемых в АЛУ, зависит от назначения цифровой вычислительной машины и от функций, выполняемых АЛУ при обеспечении работы остальных устройств машины. При представлении операций в виде последовательностей микроопераций АЛУ должно состоять из элементов; реализующих эти микрооперации.
Таким образом, структура АЛУ определяется набором микроопераций, необходимых для выполнения заданных арифметических, логических и специальных операций , а задачу построения АЛУ можно свести к задаче
Развитие микроэлектроники способствовало развитию малогабаритных, высоконадёжных и экономичных устройств на основании цифровых ИМС Требования увеличения быстродействия и уменьшения потребляемой мощности вычислительных устройств привели к созданию серий цифровых микросхем. За время развития цифровых микросхем базовые типы логики развивались в следующей последовательности:
1) диодно-транзисторная логика (ДТЛ);
2) транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ);
3) эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ);
4) транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки (ТТЛШ);
5) интегрально-инжекционная логика (ИИЛ);
На данный момент наибольшее распространение получили схемы с применением элементов ТТЛ. Это вызвано тем, что ИМС на элементах ТТЛ при относительно небольшой потребляемой мощности имеют довольно высокое быстродействие. Использование в ИМС на элементах ТТЛ переходов Шотки ещё более увеличило быстродействие схем и дало возможность создавать маломощные быстродействующие ИМС.
Для курсового проекта выбраем микросхемы серии К1533
Этот комплекс микросхем выполнен по ТТЛ - технологии, характеризуются архитектурным единством, которое обеспечивается автономностью и функциональной законченностью отдельных микросхем, унификацией их интерфейса, программируемостью микросхем, их логической и электрической совместимостью. Низкое быстродействие и низкое потребление - SN74ALS обеспечивают широкое применение при создании средств вычислительной техники.
Эти микросхемы в рабочем состоянии будут иметь температуру своего корпуса -50?, а могут выдерживать температуру до -70?, поэтому эти микросхемы наиболее удобны для применения в бортовой аппаратуре на
высокой высоте при низких температурах.
Так как в данном модуле конденсаторы необходимы для блокировки низкочастотных помех, поступающих на схему по шине питания, и как таковые не участвуют в работе мультиплексора, то целесообразно использовать низковольтные конденсаторы. Результаты сравнения параметров конденсаторов приведены в таблице 1.3.
Номинальное значение ТКЕ при 20-850 0 C
Выбираем керамические монолитные конденсаторы. Среди элементов, входящих в группу, наиболее оптимальным является конденсатор КМ-5А с разнонаправленными выводами. Они отличаются относительно большой реактивной мощностью, низкими потерями, высоким сопротивлением изоляции, стабильным температурным коэфицентом емкости. Конденсатор КМ-5 имеет следующие параметры:
3) номинальное значение ТКЕ при 20-280 0 C (ТКЕ * 160,1/ 0 C)-47;
7) расстояние между выводами 3,3 мм;
11) резонансная частота 1-5000 МГц;
Важными характеристиками конденсатора КМ-5 являются небольшая масса(сокращается масса всего блока, что в свою очередь приводит к уменьшению частоты собственных колебаний) и небольшие размеры (способствуют более плотной компоновке элементов и соответственно снижению габаритов платы).
1.2 Основные требования к конструкции блока
Данный блок должен отвечать требования бортовой аппаратуры, т.е должен обладать минимальной потребляемой мощностью, минимальными габаритами и весом, надёжностью, высоким уровнем унификации.
Применение микросхем высокой степени интеграции даёт выигрыш в плане линейного объёма и массы. С увеличением объёма несущей конструкции, а также за счёт корпуса и других приспособлений для защиты прибора от воздействий внешней среды, приходиться мириться с понижением показателей прочности, вибростойкости. Проблему уменьшения габаритов в блоке можно только при комплексном подходе: использование ИМС большой степени интеграции; отказ от совместного использования микросхем и дискретных элементов; широкое применение печатного монтажа и малогабаритных соединений.
Электромонтаж и электрические соединения занимают значительное пространство в конструкции ЭВМ. Для повышения надёжности, помехоустойчивости и уменьшения габаритов целесообразно использовать плату с печатным монтажом. Печатным монтажом называют способ соединения элементов при помощи печатных проводников, Печатный монтаж является групповым монтажом, т.к. за один этап изготовления можно получить все токопроводящие линии. Печатный монтаж позволяет: обеспечить значительное повышение плотности межэлементных соединений и возможность миниатюризации схемы; стабилизировать повторяемость параметров устройств; повысить надёжность и качество разрабатываемой аппаратуры. Применительно проектируемой схемы можно отметить, что в ней отсутствуют крупногабаритные элементы, топология схемы достаточно проста, но она должна обеспечить минимальные габариты и вес, а также высокую помехозащищённость.
Проблема надёжности складывается из решения задач обеспечения нормального теплового режима, защиты аппаратуры от вредоносных внешних воздействий как климатических так механических, так и электрических, магнитных и электромагнитных полей. Вследствие уменьшения габаритов устройств в настоящее время увеличивается рассеиваемая ими мощность на единицу объёма и уменьшается эффективность отвода тепла за счёт конвенции и излучения. Приходиться использовать искусственные методы отвода тепла подобным различным радиаторам либо использовать методы принудительного отвода тепла. Этот метод существенно увеличивает габариты конструкции, повышает производительные затраты и уменьшает площадь компоновки, поэтому поиск оптимального соотношения между габаритами устройства и надёжностью становиться одной из важнейших задач конструирования.
При проектировании устройств необходимо предусмотреть возможность быстро и без лишних затрат находить неисправности и повреждённые конструкции, а так же производить осмотры и профилактические ремонты, т.к. конструкция ремонтопригодна.
Технологичность конструкции ЭВМ в существенной степени определяется рациональным выбором её структуры, которая должна быть
разработана с учётом автономного, раздельного изготовления и наладки её основных элементов, узлов, блоков. Конструкция тем технологична, чем меньше доводочных и регулировочных операций приходиться выполнять после окончания её сборки. В технологичной конструкции должны максимально использоваться унифицированные, нормализованные и стандартные детали и материалы.
Исходя из этого целесообразно изготовлять проектируемый блок в виде двухсторонней ПП, изготовленной комбинированным позитивным методом, для увеличения степени минимизации с применением паяных соединений элементов с токопроводящими дорожками и соединением с внешними устройствами при помощи разъёма. Такой подход должен обеспечить высокую надёжность, минимальные габариты и высокую помехоустойчивость. В данной работе использована логика типа ТТЛ. Эти серии отличаются высокой надёжностью работы, что необходимо при эксплуатации устройства (в космосе, горной местности, корабле), а также достаточно большим быстродействием, удовлетворяющим всем условиям эксплуатации.
От правильного расположения микросхем на печатной плате зависят такие параметры модуля, как габариты, масса, надежность работы, помехоустойчивость. Чем плотнее будут располагаться корпуса микросхем на плоскости печатной платы, тем сложнее автоматизировать ее монтаж, тем более жестким будет температурный режим ее работы, тем больший уровень помех будет наводиться в сигнальных связях. И наоборот, чем больше расстояние между микросхемами, тем менее эффективно используется физический объем модуля, тем больше длинна связей. Поэтому при установке микросхем на печатную плату следует учитывать все последствия выбора того или иного варианта их размещения.
Так как все ИМС данного модуля имеют одинаковые корпуса (прямоугольный типа К238.16) и, соответственно, одни и теже размеры, то решающим фактором выбора способа компоновки является минимальная суммарная длинна сигнальных связей между элементами. Рассмотрим несколько вариантов компоновки блока.
1 вариант показан на рисунке 2.1. В этом варианте микросхемы располагаются, согласно схеме электрическое принципиальной. При таком способе компоновки снижается длинна внутренних связей элементов, но в то же время увеличивается длина проводников, идущих на разъем, а значит увеличивается и возможность искажения входных и выходных данных.
Рисунок 2.1 Вариант 1 размещения микросхем
Поэтому целесообразно использовать вариант, изображенный на рисунке 2.2
Рисунок 2.2 Вариант 2 размещения микросхем
На этом рисунке 2.2 микросхемы располагаются ближе к разъему, что в свою очередь ведет к уменьшению входных и выходных линий.
Из двух предложенных вариантов выбираем наиболее оптимальный, то есть второй.
В соответствии с малой степенью интеграции микросхем, на каждую пару ИМС устанавливается по одному конденсатору.
2.2. Выбор и обоснование конструкции блока.
Конструктивной особенностью разрабатываемого модуля является плата с печатным монтажом. В связи с повышенным количеством внутренних линий связей между микросхемами, элементы устанавливаются на двустороннюю печатную плату.
Для изготовления ДПП используется комбинированный позитивный метод. Комбинированный метод заключается в травлении фольгированного диэлектрика с металлизацией отверстий. Особенностью конструирования платы, изготавливаемой этим методом, является то, что при наличии зенковки допускается занижение контактной площадки до зенковки с одной или с двух сторон (для позитивного метода).
В таблице 2.1 приведены материалы для изготовления ПП.
Фольгированный диэлектрик для микроэлектронных устройств
Для обеспечения высокой прочности платы, особенно при ее механической обработке выбираем фольгированный диэлектрик, имеющий большое значение толщины. Основные особенности конструкции модуля
1) Рекомендуемая толщина платы 0,8-0,15 мм;
2) Основной шаг координатной сетки принять равным 2,5 мм , а дополнительный - 0,5 мм. В узлах координатной сетки располагать центры монтажных и переходных отверстий;
3) В ПП допускать не боле трех различных диаметров монтажных и переходных отверстий;
4) Диаметр монтажных и переходных отверстий представлены в таблице 2.2;
5) Металлизированные отверстия должны иметь контактные площадки;
6) Печатные проводники выполняются прямоугольной формы, одинаковыми по ширине на всем протяжении. Пересечение проводников устранять с помощью перевода на другую сторону платы с использованием переходных отверстий;
7) Навесные элементы не должны выступать над поверхностью платы выше, чем на 9,5 мм;
8) Все переходные и монтажные отверстия платы должны быть металлизированы;
9) Печатные проводники платы размещать по линиям размещать по линиям основной и вспомогательной координатных сеток;
10) Монтажные отверстия и контактные площадки должны иметь покрытие, обеспечивающие качественную пайку выводов навесных элементов. В качестве такого покрытия использовать сплав О-С (61) 9 с последующей гальванизацией сплава ПОСВ 50;
11) Размеры рабочего поля платы - 70*85 мм;
12) Печатные проводники по оси x (горизонтально) располагать на лицевой стороне платы и по оси у(вертикально) на тыльной стороне;
13) При соединение проводников цепей «Земля» и «Питание»учитывать, что сила тока, проходящего через каждое отверстие, не должна превышать 2,5А;
14) Отклонение межцентровых расстояний не должны превышать + 0,1 мм;
15) Рабочее поле платы разбито на 6 зон, в одной зоне размещать не более одной группы отверстий;
16) Навесные шины «Земля» и «Питание» устанавливать с двух сторон для каждого ряда микросхем;
17) Диаметр монтажных отверстий под навесные шины выбирается в пределах 0,7-0,1 мм.
Диаметр вывода навесного элемента при неметализированном отверстии платы, мм
Плата с металлизированным отверстием
Диаметр зенковки отверстий, мм не более
Диаметр вывода навесного элемента, мм не более
Номинальная толщина платы, мм не более
2.3 Авт оматизация проектирования блока
Наиболее эффективный, быстрый и удобный способ проектирования является система автоматизированного проектирования, например пакет P-СAD. Система проектирования радиоэлектронной аппаратуры P-CAD является интегрированным набором специализированных программных пакетов, работающих в интерактивном режиме. Средства системы позволяют проектировать принципиальные электрические схемы, печатные платы, в том числе и многослойные, а также получать конструкторскую документацию.
Конструктор, использующий САПР, может выполнять чертежи в среднем
в три раза быстрее, чем работая за кульманом. Такая работа ускоряет процесс проектирования в целом, позволяет в более сжатые строки выпускать продукцию и быстрее реагировать на рыночную конъюнктуру.
2) Повышение точности выполнения чертежей
Точность чертежа, выполненного вручную, определяется остротой зрения конструктора и толщиной грифеля карандаша. На чертеже, построенном с помощью программных средств, место любой точки определено точно, а более детального просмотра элементов чертежа имеются средство, позволяющее увеличить любую часть данного чертежа. Кроме этого САПР обеспечивает конструктора ещё многими специальными средствами, недоступными при ручном черчении.
3) Повышение качества выполнения чертежей
Качество изображения на обычном чертеже полностью зависит от мастерства конструктора, тогда как печатающее устройство вычерчивает высококачественные линии и тексты независимо от индивидуальных способностей человека. Кроме того, большинство сделанных вручную чертежей
имеют неряшливый вид из-за частого стирания линий. Программные средства любой САПР позволяют быстро стереть лишние линии без каких-либо последствий для конечного чертежа.
4) Возможность многократного использование чертежа
Построение изображения всего чертежа или его части можно сохранить для дальнейшей работы. Обычно это полезно тогда, когда в состав чертежа входят составляющие, имеющие одинаковые форму. Сохраненный чертеж может быть использован для последующего проектирования.
5) Ускорение расчетов и анализа при проектировании.
В настоящее время существует большое разнообразие программного обеспечения, которое позволяет выполнять практически все проектные расчеты.
Мощные средства компьютерного моделирования(например, метод конечных элементов) позволяют проектировать нестандартные геометрические модели, которые можно быстро модифицировать и оптимизировать, что позволяет снизить общие затраты до такой степени, которая раньше была не достижима из-за больших затрат времени.
7) Сокращение затрат на усовершенствование
Средства имитации и анализа, включенные в САПР, позволяют резко сократить затраты времени и средств на исследование и усовершенствование прототипов, которые являются дорогостоящими этапами процесса проектирования.
8) Интеграция проектирования с другими видами деятельности
Интегрированная вычислительная сеть с высококачественными средствами коммутации обеспечивает САПР более тесное взаимодействие с другими инженерными подразделениями.
Технический чертеж схемы представляет собой единственный документальный источник, служащий основой для дальнейшего проектирования ПП.САПР, как правило, дает возможность создания схемы в интерактивном режиме. Для этого используются графические редакторы и библиотечные символы схемных элементов. Разработка чертежа схемы включает размещение символов, добавление текстовой информации (обозначения элементов, позиционные обозначения, угловой штамп, справки), нанесение связей между контактами схемных символов, введение обозначений цепей.
Чертеж схемы становится основой для составления входного описания, наиболее важную часть которого представляет так называемый список соединений, или лист связей. В нем указываются позиционные обозначения элементов, имена контактов и имена подходящих к соответствующим контактам цепей. После того, как чертеж схемы получен на экране графического дисплея или введен в список соединений, могут быть выполнены процедуры проверки логических правил конструирования. Такие процедуры включают моделирование, т.е. проверку схемы на предмет работоспособности, а также выявляют незадействованные контакты, незавершенные соединения, соотношения входных и выходных контактов.
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 автоматизиро-ванный 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.
3.1 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 = k m * k * B * h *10 4 / a 2 (3.1)
где f - частота собственных колебаний;
k - поправочный коэфицент при распределенной нагрузке;
k m - поправочный коэфицент на материал
B - частотная постоянная, зависящая от вида закрепления платы;
Выбранные способы(способы 2,3,6) закрепления платы показаны на рисунке 3.1
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:
Поправочный коэфицент на материал определяется по формуле (3.2).
k m = ( E / E c )*( p c / p ) (3.2)
где - поправочный коэфицент на материал;
E и р - модуль упругости и плотность применяемого материала;
E c и p c - модуль упругости и плотность стали;
Так как плата не стальная, а выполнена из фольгированного диэлектрика, то поправочный коэфицент на материал равен k m = поправочный коэфицент массы элементов при распределенной нагрузке рассчитывается по формуле (3.3).
k = 1/ 1+ Q э / Q n (3.3)
где k - поправочный коэфицент при распределенной нагрузке;
Q э - масса элементов, равномерно размещенных на плате;
В данном случае, поправочный коэфицент массы элементов при распределенной нагрузке равен k = 0.6
Подставляем полученные значения в формулу (3.1), и определяем частоту собственных колебаний f 0
f 02 =(0.54*0.6*336*05*10 4 )/95 2 =0.07
f 03 =(0.54*0.6*181*05*10 4 )/95 2 =0.03
f 06 =(0.54*0.6*62*05*10 4 )/95 2 =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
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):
где к пр - коэфицент применяемости;
n ст - количество стандартных изделий, применяемых в блоке;
n ун - количество унифицированных изделий, применяемых в блоке;
n норм - количество нормализованных изделий, применяемых в блоке;
n п - количество покупных изделий, применяемых в блоке;
n ор - количество оригинальных изделий, применяемых в блоке;
Эти значения приведены в таблице 3.1.
Подставляем значения и рассчитываем коэфицент применяемости по формуле (3.4):
Коэфицент повторяемости находится из отношения общего количества составных частей к общему количеству типоразмеров. Коэфицент применяемости рассчитывается по формуле (3.5):
k n = N общ / N наим (3.5)
N общ - общее количество применяемых изделий, применяемых в блоке ( N общ = n ст + n ун + n норм + n п + n ор );
N наим - количество наименований(типоразмеров) изделий;
Подставляем значения и рассчитываем коэфицент повторяемости по формуле(3.6)
Выполнив расчеты, можно сделать вывод о том, что данный блок является технологичным, так как k n р >0.7 и k n >1.
Надежность -- это свойство объекта выполнять заданные функции в задан-ных условиях в пределах, оговоренных в ТУ.
К основным показателям надежности относятся вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, среднее время безотказной работы.
Вероятность безотказной работы - это вероятность того, что в заданном интервале времени не произойдет ни одного отказа. Расчет вероятности безотказ-ной работы ячейки производится по формуле
где P ( t ) - вероятность безотказной работы;
e -- основание натурального логарифма;
A- суммарная интенсивность отказов;
t - требуемое время
Разработка конструкции АЛУ курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат На Тему Архитектура Франции
Реферат По Физкультуре 5 Класс Олимпийские Игры
Гистологии: эндокринная система
Культура Как Социальный Феномен Реферат
Курсовая работа по теме Статистический анализ социально-экономического развития Калининградского региона
Допуск Граждан К Государственной Тайне Реферат Заключение
Реферат: Виды соучастников
Скачать Гост Оформление Реферата
Эссе Взаимодействие Человека И Общества
Реклама на рынке ценных бумаг
Сайты Где Делают Курсовые
Реферат по теме Прививки от инфекционных болезней
Реферат: Duddy Kravitz And Purity Of Motive Essay
Писатель Трактатов И Эссе Сканворд
Медицинские Эмблемы Реферат
Курсовая работа по теме Основы практического использования прикладного регрессионного анализа
Курсовая Образец Скачать
Концепции Власти Реферат 1 Курс
Дипломная работа по теме Средства и основные направления государства в системе государственной службы в целях контроля по противодействию коррупции
Фипи 5 Направлений Итогового Сочинения
Заключение и расторжение брака. Правоотношения между супругами, между родителями и детьми - Государство и право контрольная работа
Бухгалтерский учет анализа и оценки финансовых результатов деятельности ООО "Горводоканал" - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Бухгалтерская финансовая отчетность - источник информации о деятельности организации в рыночной экономике - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа