- •1.1 Литературный обзор
- •1.2 Назначение и общая характеристика устройства
- •1.3 Требования по устойчивости к внешним воздействиям
- •2 Анализ схемы электрической принципиальной
- •3 Выбор и описание конструкции изделия
- •3.1 Выбор элементной базы
- •3.2 Обоснование выбора материалов покрытия
- •4 Разработка компоновки блока и выбор способа монтажа
- •5 Конструкторские расчеты
- •5.1 Компоновочный расчет печатной платы
- •5.2 Расчет размеров элементов печатного монтажа
- •5.3 Расчет паразитных емкостей и индуктивностей
- •5.4 Расчет теплового режима блока
- •5.5 Расчет частоты собственных колебаний конструкции f0
- •5.6 Расчет эргономических параметров лицевой панели
- •5.7 Расчет надежности
- •6 Технологический раздел
- •6.1 Технология изготовления печатной платы
- •6.2 Технология сборки печатного узла
- •6.3 Технология изготовления деталей корпуса
- •7 Защита устройства от дестабилизирующих факторов
3 Выбор и описание конструкции изделия
3.1 Выбор элементной базы
Правильно выбранная элементная база позволит обеспечить надежное функционирование составных частей и всего изделия в целом.
Выбор элементной базы унифицированных узлов необходимо производить исходя из условий эксплуатации устройства. Таким образом, ко всем электрорадиоэлементам (ЭРЭ) схемы, ко всем конструкционным материалам и изделиям предъявляются те же требования, что и ко всему устройству в целом.
Выбор ЭРЭ и материалов производится на основе требований к аппаратуре, в частности, кинематических, механических и других воздействий при анализе работы каждого ЭРЭ и каждого материала внутри блока, и условий работы каждого блока конструкции. От выбора элементов зависят габаритные размеры, надёжность изделия, потребление энергии электроприбором, стоимость изделия, а также его приспособленность к климатическим условиям.
Основными параметрами при выборе ЭРЭ является:
Технические параметры:
номинальные значения параметров ЭРЭ согласно принципиальной электрической схеме устройства;
допустимые отклонения величин ЭРЭ от номинальных значений;
допустимые рабочие напряжения ЭРЭ;
допустимые рассеиваемые мощности ЭРЭ;
диапазон рабочих частот ЭРЭ;
коэффициент электрической нагрузки ЭРЭ.
Эксплуатационные параметры:
диапазон рабочих температур;
относительная влажность воздуха;
давление окружающей среды;
вибрационные нагрузки.
Выбор унифицированной элементной базы позволяет сократить стоимость изделия, срок проектирования, исключить специальные оснастки, улучшить производственную и эксплуатационную технологичность.
Для проектируемого устройства из справочной литературы выбираем следующие элементы:
Выбор резисторов [16]:
1) резисторы R1, R2, R4, R6, R7, R16…R18, R21…R24, R26, R28…R33, R36…R55 – постоянные непроволочные металлодиэлектрические С2-23:
|
– температура окружающей среды, С……………………………………..... |
-60…70; |
|
– предельное рабочее напряжение постоянного и переменного тока, В…. |
200; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
25000; |
|
– срок сохраняемости, лет…………………………………………………….. |
15. |
2) резисторы R14, R15, R34, R35 – переменные СП3-19А:
|
– температура окружающей среды, С……………………………………….. |
-60…100; |
|
– предельное рабочее напряжение постоянного и переменного тока, В….. |
250; |
|
– износоустойчивость, циклов……………………………………………….. |
10000; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
15000; |
|
– срок сохраняемости, лет…………………………………………………….. |
15. |
3) резисторы R3, R5, R8…R13, R19, R20, R25, R27 – переменные СП3-33:
|
– температура окружающей среды, С………………………………………. |
-60…100; |
|
– предельное рабочее напряжение постоянного и переменного тока, В…. |
250; |
|
– износоустойчивость, циклов……………………………………………….. |
10000; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
15000; |
|
– срок сохраняемости, лет…………………………………………………….. |
15. |
Выбор конденсаторов [16]:
конденсаторы С4...С20, С22...С30, С35, С39, С40, С42, С45, С46, С50, C51, C53, C54, C57…C64 – К10-7:
|
– диапазон рабочих температур, С…………………………………………... |
-60…85; |
|
– относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %................ |
98; |
|
– пониженное атмосферное давление, кПа………………………………….. |
0,64; |
|
– номинальное напряжение, В……………………………………………...... |
50; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
300000; |
|
– срок сохраняемости, лет……………………………………………….……. |
15. |
2) конденсатор С3 – слюдяной стеклокерамический окукленный К31-11:
|
– диапазон рабочих температур, С………………………………..…………. |
-60…85; |
|
– относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %................ |
98; |
|
– пониженное атмосферное давление, кПа………………………………….. |
0,64; |
|
– номинальное напряжение, В………………………………………………... |
400; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
300000; |
|
– срок сохраняемости, лет…………………………………………………….. |
15. |
3) конденсаторы С1, С2, С21, С33, С34, С36, С41, С43, С44, С47...С49, С52, С55, 56, С65...С70 – алюминиевые оксидно-электрические с однонаправленными лепестковыми выводами К50-16:
|
– диапазон рабочих температур, С………………………………………….. |
-60…85; |
|
– относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, %................ |
98; |
|
– номинальное напряжение, В………………………………………………... |
16…50; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
23000; |
|
– срок сохраняемости, лет………………………………………………….…. |
12. |
4) конденсаторы С31, С32, С37, С38 – алюминиевые оксидно-электрические с однонаправленными лепестковыми выводами Gembird 25x40:
|
– диапазон рабочих температур, С………………………………………….. |
-40…105; |
|
– относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, %................ |
98; |
|
– номинальное напряжение, В………………………………………………... |
63; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
25000; |
|
– срок сохраняемости, лет………………………………………………….…. |
15. |
Выбор выключателя SA1 – выключатель Rong Wei Y85 [25]:
|
– диапазон рабочих температур, С………………………………………….. |
-30…120; |
|
– относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %................ |
98; |
|
– механический ресурс, циклов………………………………………………. |
120; |
|
– электрический ресурс, циклов……………………………………………... |
80; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
18000; |
|
– срок сохраняемости, лет……………………………………………………. |
15. |
Условия эксплуатации активных элементов [26; 33]:
1) микросхемы DA1 – BA3822LS:
|
– температура окружающей среды, С………………………………………. |
-25…75; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
40000; |
|
– срок сохраняемости, лет…………………………………………………….. |
15. |
2) микросхемs DA2 – AN5836:
|
– температура окружающей среды, С………………………………………. |
-20…70; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
40000; |
|
– срок сохраняемости, лет…………………………………………………….. |
15. |
3) микросхемы DA3, DA4 – TDA7294:
|
– температура окружающей среды, С………………………………………. |
0…70; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
40000; |
|
– срок сохраняемости, лет…………………………………………………….. |
15. |
4) диодного моста VD1 - VD4 – КЦ405Ж:
|
– температура окружающей среды, С………………………………………. |
-45…85; |
|
– максимальный прямой ток, А………………………………………………. |
0,6; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
40000. |
5) диодного моста VD5 - VD8 – BR1010:
|
– температура окружающей среды, С………………………………….……. |
-40…110; |
|
– максимальный прямой ток, А………………………………………………. |
10; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
40000. |
6) стабилитрона VD9 – 3EZ10D5:
|
– температура окружающей среды, С………………………………………. |
-65…200; |
|
– максимальный прямой ток, А………………………………………………. |
0,27; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
50000. |
7) диодов VD10, VD11 – 1N4007DS:
|
– температура окружающей среды, С………………………………………. |
-65…175; |
|
– максимальный прямой ток, А……………………………………………….. |
1; |
|
– минимальная наработка, ч………………………………………………….. |
50000. |
Сопоставляя параметры выбранных радиоэлементов с заданными условиями эксплуатации, получаем, что все радиоэлементы пригодны для использования в данной схеме. Таким образом, можно сказать, что радиоэлементы будут работать с большим запасом надёжности и стабильности. Выбранная элементная база является унифицированной.