Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Курсовая работа - Разработка печатной платы предусилителя-корректора - файл Предусилитель-корректор.doc


Курсовая работа - Разработка печатной платы предусилителя-корректора
скачать (944.9 kb.)

Доступные файлы (6):

Strukturnaya А1.vsd
Предусилитель-корректор.doc266kb.24.01.2008 06:36скачать
Предусилитель-корректор.GIF29kb.24.12.2007 19:17скачать
Предусилитель-корректор.lay
спецификация.DOC183kb.24.01.2008 06:52скачать
Титул.doc27kb.25.12.2007 23:15скачать

содержание
Загрузка...

Предусилитель-корректор.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...




Содержание

Введение……………………………………………………………………….….3

1 Расчет схемы…………………………………………………………………..5

2 Расчет надежности платы с элементами…………………………........9

Литература................................................................................................13
Введение
Целью данной расчетно-графической работы является разработка чертежа печатной платы, а также сборочного чертежа. При этом необходимо произвести минимальный расчет схемы, провести расчет надежности платы с элементами.
Печатная плата – изоляционная плата ограниченного размера с нанесенными на ней методом печатного монтажа проводниками электрического тока и контактными площадками, служащими для соединения навесных электро- и радиоэлементов, а также металлизированными (переходными) и неметаллизированными (крепежными) отверстиями. В качестве материала для печатных плат используют гетинакс, текстолит, стеклотекстолит и др. Печатные платы применяют для установки и закрепления дискретных элементов, модулей, микромодулей и др.

^ Принципиальная электрическая схема предусилителя-корректора, печатную плату которого необходимо разработать, приведена на ри- сунке 1.


Рисунок 1 – Принципиальная схема предусилителя-корректора

Используемые в схеме элементы:

Резисторы:

R1…R10: МЛТ-0,125;

R11,R12: C2-23-0,125.

Конденсаторы:

С1,C4,C5,C7,C8: К10-17a-1П33

С2, C3: К50-16;

С6: КM-5a-H30;

С9:К73-17;

С10: КМ-6-Н90.

Транзисторы:

VT1:КТ3107Ж

VT2:КТ3102Д

Микросхема:

К553УД2.

1 Расчет схемы
Основные требования к электрическим параметрам печатных плат сформулированы в ГОСТ 23751 – 86 и отраслевых стандартах.
Выберем метод изготовления платы – химический, разрабатываемая плата односторонняя.

Рассчитаем максимальный ток, протекающий по схеме, это может быть выходной ток операционного усилителя, ток потребления усилителя или ток, проходящий через наименьшее сопротивление в схеме. В первом случае , согласно описанию операционного усилителя . Во втором случае, также согласно описанию операционного усилителя , и в последнем согласно рабочему напряжению на конденсаторе С2 и номиналу сопротивления R4, ток равен .

^ Проведем минимальный расчет для принятия числовых значений ширины проводника, расстояния между проводниками и размера контактной площадки. Ток, протекающий в плате можно найти по формуле:

,

где :- плотность электрического тока в печатном проводнике, которая не должна превышать 20 А/m2; - толщина фольги, mm; t – ширина проводника, mm. Примем, минимальное значение толщины фольги 20 mkm

Рассчитаем ширину дорожек при А:

mm.

Если принять пятый класс точности, то ширина проводника должна быть не менее 0,1 mm (t0,1), расстояние между проводниками – не менее 0,1 mm ( S0,1), гарантийный поясок b>0,025 mm, однако для изготовления плат четвертого и пятого классов требуется специализированное высокоточное оборудование, специальные материалы, безусадочная пленка для изготовления фотошаблонов, идеальная чистота в производственных помещениях, вплоть до создания "чистых" участков (гермозон) с кондиционированием воздуха и поддержанием стабильного температурно-влажностного режима. Технологические режимы фотохимических и гальвано-химических процессов должны поддерживаться с высокой точностью. Остановимся на третьем классе точности, потому что массовый выпуск плат третьего класса освоен основной массой отечественных предприятий, поскольку для их изготовления требуется рядовое, хотя и специализированное оборудование, требования к материалам и технологии не слишком высоки.

^ Полученная ширина дорожек входит в рамки принятой ширины.

Примем ширину дорожек и расстояние между дорожками равным 0,25 mm. Тогда норма допустимого рабочего электрического напряжения не должна превышать 50 V. Допустимое рабочее электрическое напряжение можно также рассчитать по формуле: ,

Данное напряжение входит в интервалы установленных ГОСТ 23751-86 (таблица 8) максимальных напряжений.

Выбор размеров отверстий связан с толщиной платы. Установлено, что чем толще плата, тем шире зона частичного (даже полного) разрушения материала, а при одинаковой толщине платы зоны разрушения больше у отверстий с малыми диаметрами.

^ Диаметр отверстий рассчитываем исходя из диаметра вывода по формуле: d=dвыв+0,2mm

Диаметры выводов элементов схемы равны:

dR=0,6 mm, dС=0,6 mm dDА1=0,5 mm dVT=0,48mm

Для выбранной печатной платы диаметр отверстий находим по формуле:

и ; где - диаметр выводов.

Диаметр контактной площадки определяем по формуле: D=1,8d

Тогда имеем: D1=1,8*0,7=1.26 mm D2=1,8*0,8=1,44 mm

При разводке схемы следовало стремиться к минимальной длине проводников. Использование сложных форм проводников приводит к увеличению паразитной индуктивности и емкости. Для уменьшения наводок за счет паразитной емкости между печатными проводниками иногда используют печатные экраны. При ширине проводника равном 0,25 mm и расстоянии между проводниками также 0,25 mm паразитную емкость на 10 mm длины проводника можно рассчитать по формуле:

,

где - диэлектрическая проницаемость; для текстолита - ,

Получим

.

Паразитная взаимоиндукция между печатными проводниками для платы без экранирующей пластины характеризуется коэффициентом взаимоиндукции и находится по формуле:

, nH

Эта формула справедлива для параллельных проводников одинаковой толщины.

Подставив численные значения, получим

.

Точность вычисления по этой формуле составляет , что вполне достаточно для практики.

2 Расчет надежности платы с элементами

Обеспечение надежности является одной из основных задач техники.

Надежностью (ГОСТ “Надежность в технике. Термины и определения”) называют свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

^ Основной количественной характеристикой надежности является функция надежности P(t).

,

где - интенсивность отказа,

,

где - фактическая интенсивность отказа одного элемента схемы.

- время работы. Для нашей платы =4000 h.

Необходимо определить фактические интенсивного отказа всех элементов.
2.1 Интегральная схема (ИС) – микросхема К553УД2

,

где - интенсивность отказов для нормальных условий эксплуатации,

- коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (=1 для стационарных условий эксплуатации)

- коэффициент, учитывающий проведение мероприятий по повышению надежности (=0,2 при эксплуатации в облегченных режимах)

^ Для аналоговой ИС К553УД2 ожидаемое значение

= для любых условий эксплуатации, разрешенных ТУ.
2.2 Соединения
В расчете на одно соединение для ручной пайки с печатным монтажом (10-8 h-1) составляет 0,06-15.

Количество соединений – 64.

h-1.
2.3 Конденсаторы

В схеме присутствуют пять типов конденсаторов.

Для конденсаторов , где

- суммарная интенсивность внезапных (короткое замыкание, обрыв - потеря емкости) и постепенных (уход за норму ТУ емкости, тангенса угла потерь, тока утечки и сопротивления изоляции) отказов.

- коэффициент режима при условии, что и .

- зависит от типа конденсатора и его номинала. Для конденсаторов тонкопленочных с неорганическим диэлектриком, построечных и оксидно-полупроводниковых =1.

- коэффициент, учитывающий температурный режим работы.

- коэффициент, зависящий от величины последовательного активного сопротивления в схеме между конденсатором и источником питания в оксидно-полупроводниковых конденсаторах. Для остальных типов конденсаторов =1.

Для стационарной аппаратуры =1.

2.3.1 Конденсаторы К50-16оксидно-электролитические алюминиевые конденсаторы.
Значения их параметров следующие:

=13 *108 h-1; =0,29; = 2; = 1,2; = 1; =1.

9,048 10-8*2=18,096 10-8 h-1.

2.3.2 Конденсаторы К10-17а, КМ-5а, КМ-6 – керамические конденсаторы постоянной емкости.
Значения их параметров следующие:

=3 *108 h-1; =0,18; = 0,9; = 1; = 1; =1.

0,972 10-8 h-1.

2.3.3 Конденсаторы К73-17пленочные полиэтитентерефталатные постоянной емкости.
Значения их параметров следующие:

=1 *108 h-1; =0,18; = 1; = 1; = 1; =1.

h-1

2.4 Резисторы

Для резисторов (исключая терморезисторы) формула имеет следующий вид:

Резисторы МЛТ – 0,125, СН-23

=1; =1,2 *10-8 h-1; =0,59; =2; ==1 – коэффициенты сложности и корпуса; , - коэффициенты номинальной мощности и стабильности. =0,7; = -; - коэффициент напряжения для переменных непроволочных резисторов, =1.

=

=10*(1,2 *10-8*0,59*1*2*1*1*0,7*1)=9,9296 108 h-1.

2.5 Транзисторы

Для биполярных транзисторов (кроме мощных СВЧ)



где – групповая интенсивность отказа

Для биполярных транзисторов КТ3107Ж и КТ3102Д =29; =1;

Кф=1,5; КД=1; Кр=0,136; Кs=0,5

Подставив все численные значения в формулу, получим


Суммарная интенсивность отказа:

=6.74*10–6 h-1,

Время наработки на отказ

h.

Находим функцию надежности P(t) по формуле:

=0,974.

Таким образом, исходя из полученного числового значения надежности, равного 0,974 можно сказать, что схема достаточно надежна.
Литература
1 ГОСТ 10317-79 Платы печатные. Основные размеры

2 ГОСТ 23751-86 Платы печатные. Основные параметры конструкции.

3 ГОСТ 29137-91 Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы.

4 Конспект лекций курса «Проэктирование радиоэлектронной геофизической аппаратуры»

5 Нестеренко Б.К. Интегральные операционные усилители: Справочное пособие по применению. – М.: Энергоиздат, 1982. – 128 с., ил.

6 Пацюра И.В., Корнейчук В.И., Довбыш Л.В., Надежность электронных систем, СВІТ, Киев, 1997.

7 Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/ В.Л.Аронов, А.В.Баюков, А.А.Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н.Горюнова. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 904с., ил.

8 Резисторы: Справочник / В.В.Дубровский, Д.М.Иванов, Н.Я.Пратусевич и др.; Под ред. И.И,Четверткова и В.М.Терехова. – 2-е изд., пераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1991. – 528с.: ил.

9 Справочник по конструированию радиоэлектронной аппаратуры (печатные узлы) / А.И.Горобец, А.И.Степаненко, В.М.Коронкевич. - К.: Техника, 1985. – 312 с., ил.

10 Справочник по электрическим конденсаторам / М.Н.Дьяконов, В.И.Карабанов, В.И.Присняков и др.; Под общ. ред. И.И.Черверткова и В.Ф.Смирнова. – М.: Радио и связь, 1983. – 576 с.; ил.



































9117.411622.001 ПЗ

Изм

Лист

документа

Подпись

Дата




Разраб

Сидоров A.A.










Лит

Лист

Листов

Проверил.










Предусилитель-корректор










2

13

НТУУ













Н.конт










^ Пояснительная записка

ФАКС, гр. ЗВВ-21

Утв.





















Скачать файл (944.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru