8 Приклади розв’язання типових задач

Приклад 1 На етапі ескізного проектування необхідно оцінити температуру поверхні мікросхеми КР572ПВ5, що розташована на друкованій платі модуля перетворювача інформацій у випадку, якщо температура оточуючого середовища Т_с= +40^оС, а середня потужність розсіювання мікросхеми становить Р=360 мВт.

Розв’язання

Під час розрахунку теплового режиму враховують вплив наступних способів теплообміну: за допомогою конвенції, випромінювання та теплопровідності. Теплопровідністю через повітря та склотекстолітову підкладку при розташуванні до неї мікросхеми впритул знехтуємо. Тоді перевищення температури корпусу ІМС визначається за формулою [1, с.31]:

,

де Р – потужність розсіювання ІМС;

Sк – площа поверхні мікросхеми, яка в свою чергу розраховується за формулою:

Sk= 2(ab+ ac+ bc),

де a,b,c – габаритні розміри корпусу ІМС.

Використовуючи довідкові дані для мікросхеми типу КР572 ПВ5, площа її поверхні може бути визначена як:

Sk= 2(0,05150,015+0,05150,0055+0,0150,0055)=0,00228 (м²).

При природній конвенції вибираємо усереднений сумарний коефіцієнт тепловіддачі α=10 Вт/м^{2 о}С.

Тоді маємо:

.

Перевищення температури ІМС над оточуючим середовищем:

t=Tn-Tc,

де Тn – температура поверхні ІМС.

Таким чином, температура ІМС

Т=40+15,8=55,8( ^оС).

Температура поверхні ІМС дорівнює 55,8^оС, що не перевищує максимального допустиму для даної мікросхеми, яка дорівнює Т_доп=70^оС.

Приклад 2 Скласти перелік елементів на схему ГЮІК.368711.014 Е3 “Підсилювач”, якщо відомі наступні елементи схеми:

мікросхеми DA1, DA2 типу К140УД6 БК0.348.006 ТУ;

резистори R1-R8 типу C1-4-0,125-5,1 кОм АПШК.434.110.00 ТУ;

конденсатори С1-С8 типу КМ6-Н90-0,1 мкФ ОЖО.460.061 ТУ;

вилка з’єднувача ХР1 типу РПММ18Ш51 КСО.364.009ТУ;

транзистор VТ1 КТ317А Ге3.365.011ТУ;

транзистор VТ2 2Т332Д ХМО.336.004ТУ.

Розв’язання

Скориставшись вимогами стандарту ГОСТ 2.701-84 перелік елементів розмістимо на аркуші паперу формату А4 у вигляді таблиці з присвоєнням шифру документу (див. табл. 8.1).

Елементи запишемо в перелік групами в алфавітному порядку літерних позначень згідно з ГОСТ 2.710-81.

Приклад 3 Визначити потрібне згасання завади, яка створюється малопотужним генератором, для підсилювача, який знаходиться з ним в одному корпусі, якщо: вихідна потужність генератора Р₃=10^-3Вт, чутливість першого каскаду підсилювача Рс_min=310^-11Вт, мінімально потрібне співвідношення сигнал/завада на вході підсилювача q=3, коефіцієнт завадозахищеності для малопотужних завад =0,01.

Таблиця 8.1 – Приклад складання переліку елементів

Зона

Позиц. познач.

Найменування (назва)

Кільк.

Примітка

С1-С8

Конденсатори КМ6-Н90-0,1мкФ ОЖО.460.061ТУ

8

DA1,DA2

мікросхема К140УД6 БКО.348.006ТУ

2

R1-R8

резистор С1-4-0,125-5,1кОм АПШК.434.110.00ТУ

8

VT1

транзистор КТ317А Ге3.365.011ТУ

1

VT2

транзистор 2Т332Д ХМО.336.004ТУ

1

XP1

вилка з’єднувача РПММ18Ш51 КСО.364.009ТУ

1

ГЮІК.368711.014 ПЕ3

№ докум

Підп.

Дата

Розроб.

Іванов

Підсилювач Перелік елементів

Літера

Аркуш

Аркушів

Перевір.

Петров

А

-

1

Н.контр.

Сидоров

ХНУРЕ кафедра ПЕЕА

Т.контр.

Затв.

Хоменко

Розв’язання

Скориставшись рекомендаціями навчального посібника [4], запишемо формулу для оцінки потрібного згасання завади

,

де Р_зав.вх – потужність завади на вході чутливого каскаду підсилювача;

Р_зав.min – мінімально допустиме значення завади на вході того ж елемента.

Величину Р_зав.min можна записати в вигляді:

Р_зав.min= .

Потужність завади на вході довільного елемента можна записати як:

Р_зав.вх=Р_зав,

де Р_зав – потужність сигналу, що створюється джерелом завад.

Тепер можемо записати формулу для оцінки потрібного згасання завади:

.

Потрібне згасання завади, яка створюється генератором, для підсилювача дорівнює 60 дБ.

Приклад 4 Навести теплову модель та розробити теплову схему електронного апарата в перфорованому корпусі, де теплообмін здійснюється шляхом конвенції, теплопровідності та випромінюванням.

Розв’язання

Теплова модель ЕА є корпусом, в якому розміщені елементи та вироби. Ці елементи та вироби є джерелом теплової енергії, які називаються нагрітою зоною та умовно мають однакову температуру [4]. Елементи або нагріту зону оточує повітря, середовище якого ізотермічне та відрізняється від температури зони. Зона та повітря оточуються корпусом з вхідними та вихідними отворами, через які нагріте повітря з корпусу попадає в навколишнє середовище.

Схематично це можна зобразити так:

Рисунок 8.1 – Теплова модель ЕА

Теплова схема будується на основі теплової моделі. Нагріта зона є джерелом тепла, яке через конвективну складову провідності повітря попадає на корпус. Також через складові випромінювання та теплопровідності тепло попадає на корпус. З корпусу теплова енергія через конвективну складову та випромінювання попадає в навколишнє середовище. Крім того, частина теплової енергії внутрішнього повітря корпусу через отвори перфорації попадає також в навколишнє середовище. Така схема наведена на рис. 8.2.

Приклад 5 Розробити перелік технічних вимог на креслення одношарової друкованої плати, виготовленої з матеріалу марки СФ-1Н-35г-2,0 в.г. ГОСТ 10316-78, кліматичного виконання В 3.1 згідно з ГОСТ 15150-69 третього класу точності провідного рисунку згідно з ГОСТ 23751-86.

_в-к^конв

Рисунок 8.2 - Теплова схема

Розв’язання

Перш за все потрібно сказати, що стандарт ГОСТ 2.417- 78 встановлює правила виконання креслення друкованої плати-деталі. Це специфічне креслення деталі, де окрім вимог до креслення деталі, таких, як розміри з допусками, шершавості поверхні виникають суто специфічні:

• плату виготовити хімічним методом;

• крок координатної сітки…;

• провідники виконати шириною 0,250,15мм, у вузьких місцях 0,150,05мм.;

• віддаль між провідниками повинна бути 0,25мм;

*- розмір для довідок;

• плата повинна відповідати ГОСТ23752- 79, група жорсткості…;

• маркування виконувати фарбою ЧМ, чорною, ТУ029-02-859-78;

• шрифт 2,5 згідно з НО.010.007;

• допуск на виконання любих отворів має бути  0,1мм;

• провідники покрити сплавом “РОЗЕ” ТУ6-09-4665-88;

• решта технічних вимог згідно з ОСТ4ГО.070.014.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Збірник задач з конструювання і технології радіоелектронних засобів: Навч. посібник / Під заг. ред. В.В. Семенця. – Харків: ХТУРЕ, 1999. – 136 с.

2. Белинский Б.Т., Гондюл В.П. и др. Практическое пособие по учебному конструированию РЭА. – К.: Вища шк., 1992. – 494 с.: ил.

3. Ненашев А.П. Конструирование РЭС. Учебник для радиотехн. спец. вузов. – М.: Высш. шк.,1990. – 432с.

4. Разработка конструкций модулей низших уровней. Учебн. пособие по курсу КимРЭА / В.Н. Пономарев, А.М. Сапожников, В.Н. Свитенко. – Харьков: ХАИ, 1986. – 93 с.

5. Савельев А.Я., Овчинников В.А. Конструирование ЭВМ и систем / Учебник для вузов по спец. “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”. – М.: Высш. шк., 1989. – 312 с.: ил.

6. Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Основи конструювання РЕЗ” для студентів усіх форм навчання спеціальності 7.091002/Упоряд.: В.Я. Журавльов, О.Д. Міняйло.– Харків: ХТУРЕ, 1998. – 50с.

7. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Под ред. Э.Т. Романычевой. – М.: Радио и связь, 1989. – 448с.

8. Методичні вказівки до комплексного курсового проекту з дисциплін “Основи конструювання ПЕА”, “Основи технології ПЕА”, “Автоматизація конструкторсько-технологічного проектування ПЕА” для студентів усіх форм навчання спеціальності 7.091003 “Побутова ЕА” / Упоряд.: І.І. Ключник, С.Д. Новіков, В.А. Пала гін. – Харків: ХТУРЕ, 1999. – 40 с.

9. Методические указания к проведению практических занятий по дисциплине “Конструирование РЭС” /Сост. В.Я. Журавлев, А.М. Сапожников.– Харьков: ХТУРЭ, 1992. – 96 с.

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до самостійної роботи студентів з дисципліни

“Основи конструювання побутової електронної апаратури”