Методы размещения элементов

9. Методы размещения элементов.

Аналитические (наиболее распространенные)

Модельные

Алгоритмы, используемые при аналитическом решении, делятся на последовательные и итерационные.

Метод минимизации l-алгоритм последовательного размещения:

произвольный граф, с помощью матрицы смежности строится стандартный граф по критерию макс. Смежности (для каждой строки матрицы геометрии выставляются элементы с максимальным количеством связей)

повторяется, пока все вершины произвольного графа не будут перенесены на стандартный.

Итерационный метод позволяет улучшить размещение. Особенностью является то, что на каждом их шаге существует вариант размещения не хуже начального. Улучшение достигается путем перестановки элементов на монтажного поля и оптимизации.

Наиболее простым из итерационных алгоритмов является метод парных перестановок.

Основным документом для решения топологии при компоновке элементов РЭА служат принципиальные электрические схемы, схемы соединения, геометрия монтажных площадок (панелей, плат, шасси), размеры и форма размещаемых элементов. На размещение элементов значительное влияние оказывают также принятые в каждом случае критерии оптимального конструирования.

В качестве основных критериев принимают минимальные значения: расстояния между элементами, имеющими наибольшее количество соединительных проводников; суммарной длины проводников; количества проводников; количества пересечений (для печатного монтажа); количества проводников, присоединяемых к одной монтажной точке; количества проводников, присоединяемых к контактам электрических соединителей, соединительных планок и других опорных точек.

С уменьшением расстояний между радиоэлектронными элементами или между проводниками появляется опасность превышения допустимых пределов паразитных связей, при этом можно ожидать и ухудшения теплового режима. Таким образом, к перечисленным выше критериям прибавляются еще и критерии функционального качества, выражаемые электромагнитной совместимостью и тепловым градиентом.

Как видно, задача размещения схемных элементов РЭА относится к типу сложных, так как даже критерии оптимальности тесно связаны между собой и противоречат друг другу. Численное решение таких задач можно получить лишь методом машинного поиска с постепенным приближением к оптимальному варианту.

Размещение схемных элементов на монтажной площадке, выраженное в виде матриц или в математической форме, можно представить как задачу оптимизации графа. Эта задача решается различными методами, которые можно разбить на две группы.

К первой группе относятся методы механического подобия, в которых между размещаемыми элементами условно вводят механические связи, пропорциональные длинам проводников между этими элементами. Наименьшие связи соответствуют минимальной длине проводников. Введением условных сил трения системе сообщают устойчивое состояние. Ориентацию выводов от схемных элементов на контактные площадки создают условными моментами сил. И, наконец, введением сил, обратно пропорциональных расстоянию между элементами и границей монтажного