Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Санкт-Петербургский
Государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Кафедра конструирования и производства радиоэлектронных средств (с)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К лабораторной работе №2
МВО 668812.000 ПЗ
Студент: группа РК-01 ______________ ______________ В.О. Миронов
(подпись) (дата) (и.о. фамилия)
Принял: ______________ ____________ ___________ С.М. Сотенко
(подпись) (дата) (оценка) (и.о. фамилия)
Санкт-Петербург 2013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
МВО 668812.000 ПЗ
Разраб.
Миронов В.О
Провер.
Сотенко С.М
Р. проекта
Н. Контр.
Рецензент
Пояснительная
записка
Лит.
Листов
12
РК-01
Задание
К лабораторной работе №2
Студент Миронов В.О. группа РК-01
Дата выдачи:
Дата окончания:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
МВО 668812.000 ПЗ
Введение
Современные электронные средства проектируются с использованием интегральных схем высокой степени интеграции и элементной базы, монтируемой на поверхность. Это позволяет существенно расширить функциональные возможности аппаратуры. Монтаж на поверхность - это крепление и монтаж компонентов специальной конструкции непосредственно на поверхность печатной платы. Главная особенность конструкций компонентов, монтируемых на поверхность (КМП) - отсутствие штыревых или планарных выводов. Взамен их для присоединения к плате используются металлизированные торцы корпусов компонентов или настолько миниатюрные выводы, что они в незначительной мере увеличивают площадь платы для монтажа такого компонента.
В основном в конструкциях радиоэлектронных узлов в современных радио электронных аппаратурах наблюдается сочетание методов монтажа в отверстия и монтажа на поверхность, а так же по блочное. Последнее позволяет быстрый ремонт за счет замены не исправного блока на аналогичный исправный.
В данной лабораторной работе будет разработан печатный узел, в котором будет максимально использован монтаж на поверхность.
В общем виде проектирование конструкции печатного узла и технологии его изготовления в данной курсовой работе состоит из следующих глав:
анализ технического задания;
разработка конструкции узла;
В данной курсовой работе представлены чертежи схемы электрической принципиальной, печатной платы и сборочного чертежа усилителя измерительного.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
МВО 668812.000 ПЗ
1. Техническое задание
1.1 Наименование и область применения
Измерительный усилитель — это тип усилителя с характеристиками, подходящими для использования в измерениях и тестирующем оборудовании. Такие характеристики включают: очень малое смещение постоянного тока, малый дрейф, малый шум, очень высокий коэффициент усиления при разомкнутой обратной связи, очень высокий коэффициент ослабления синфазного сигнала, и очень высокие входные сопротивления. Такие усилители применяются, когда требуются большая точность и высокая стабильность схемы, как кратковременно, так и долговременно. Область применения: жилые отапливаемые помещения.
Устанавливается в аппаратуру переносную (измерительные приборы).
Сборочная единица 1-го структурного уровня.
Производство мелкосерийное.
1.2 Основа для разработки
Специальных требований не предъявляется.
Условия эксплуатации
Измерительный усилитель должен сохранять работоспособность при: температура от 0 ºС до +40 ºС;
Атмосферное давление: от 106,0-135,0 кПа (600…811 мм.рт.ст.);
Относительная влажность: 75-98%;
Изделие выполнено по возможности с использованием отечественной элементной базы с применением технологи монтажа на поверхности (SMD)
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
МВО 668812.000 ПЗ
Требования к транспортировке и хранению:
Усилитель должен допускать транспортировку всеми видами транспорта.
Усилитель должен быть стойким при воздействии вибрации, находящейся в диапазоне частот 5-50 Гц, допустимой при перевозке
В процессе транспортирования должен быть стойким к воздействию температуры окружающей среды в соответствии с ГОСТ 16350-80.
2. Конструкторский анализ
2.1 Максимальные и минимальные характеристики элементов
Минимальная площадь и объем установки имеют транзисторы КТ3102А9 (0.075, 0.00825)
Максимальная площадь и объем установки имеет резистор R1 (0,31, 0.89)
Для сборки с использованием SMD компонентов минимальную площадь и объем установки имеют ЧИП дроссели SIMID 1210 (0.0250,00325)
2.2 Обоснование выбора элементной базы
Таблица 2.2 - Сравнение характеристик качества конструкции РЭС
|
Старая элементная база |
Новая элементная база с использованием SMD элементов |
|
|
Масса конструкции, (г) |
51.765 |
23.276 |
|
Коэффициент дезинтеграции по площади, |
6.413 |
10.845 |
|
Коэффициент дезинтеграции по объему, |
22.116 |
33.547 |
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
МВО 668812.000 ПЗ
Из полученных результатов видно, что использование новой элементной базы приведет к снижению массы и объема конструкции. Обобщив рассчитанные характеристики можно сделать вывод о том, что для конструирования данного устройства лучше использовать SMD элементы.
3. Разработка конструкции печатной платы
3.1 Расчет ориентировочной площади печатной платы и выбор ее размеров
Расчет ориентировочной площади ПП () выполняется по формуле:
,
где – площадь i-го компонента, которая определяется его габаритными размерами, указанными в соответствующей справочной литературе;
ni – количество однотипных ЭРЭ;
– площадь зазора вокруг i-го компонента.
На практике этот зазор составляет 2…3 мм;
N – общее количество однотипных ЭРЭ.
Расчет площади, занимаемой компонентами на ПП, сведен в табл. 3.1.
Таблица 3.1
|
Наименование компонентов |
Количество в схеме, шт. |
Площадь компонента с учетом зазора, мм2 |
Общая площадь, занимаемая однотипными компонентами, мм2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Резисторы корпус 0603 SMD |
21 |
3.38 |
70.98 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Резистор переменный тип SH-R115SP |
1 |
36.4 |
36.4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Конденсаторы серия GRM1206 |
17 |
7.12 |
87.04 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Индуктивность серии SIMID 1210 |
5 |
16 |
32 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Индуктивность серии LQM21NN_0805 |
4 |
9.4 |
37.6 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Индуктивность серии SIMID 1210 |
2 |
20 |
40 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Транзисторы серии SOT-23 |
3 |
19.4 |
58.2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Итого |
636 |
|
Условное обозначение |
Номинальное значение основных размеров для класса точности |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
t, мм |
0,75 |
0,45 |
0,25 |
0,15 |
0,10 |
|
S, мм |
0,75 |
0,45 |
0,25 |
0,15 |
0,10 |
|
b, мм |
0,30 |
0,20 |
0,10 |
0,05 |
0,025 |
|
0,40 |
0,40 |
0,33 |
0,25 |
0,20 |
Для свободного места указанные значения допускается увеличивать по любому более низкому класса, а для первого класса увеличивать в 2 раза.
При обосновании класса точности печатной платы следует учитывать, что трудоемкость изготовления платы 4го класса (двусторонней) примерно на порядок выше платы 1го класса точности. Выбор класса точности всегда связан с конкретным производством.
Изготовление печатных плат 5го класса требует применения высокоточного оборудования, специальных (как правило, дорогих) материалов, создания в производственных помещениях «чистой» зоны с термостатированным. Для печатных плат 4го класса точности также необходимо использовать высокоточное оборудование, но требования к материалам ниже, чем в 5 классе.
Выпуск печатных плат 1го и 2го класса осуществляется на рядовом оборудовании, а иногда даже на оборудовании не специализированном. Такие печатные платы с невысокими конструктивными параметрами предназначены для недорогих устройств с малой плотностью монтажа. К этому классу относятся печатные платы любительского и макетного уровня.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
МВО 668812.000 ПЗ
Исходя из этого, выберем 3й класс точности печатной платы, который не требует высокоточного оборудования и дорогих материалов, но в тоже время позволяет произвести печатные платы уровня выше любительского.
3.5. Толщина печатной платы
Определяется толщиной исходного материала и выбирается в зависимости от используемой элементной базы и внешних механических воздействий. Для двусторонних печатных плат рекомендуется использовать материалы толщиной 0.5-5.5 мм. Выбираю толщину 1.5 мм.
3.6. Группа жесткости
Группу жесткости выбираю, опираясь на ГОСТ 23752-79.
Выбираем первую группу жесткости, так как эта группа удовлетворяет все требованиям, предъявляемым к переносной аппаратуры.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
МВО 668812.000 ПЗ
Заключение
В ходе выполнения анализа было доказано, что SMD-элементная база является более эффективной и обладает лучшими характеристиками.
Использование SMD элементов привело к значительному уменьшению объема и массы конструкции, что говорит о том, что поставленные на разработку цели были достигнуты в полной мере.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
МВО 668812.000 ПЗ
Приложение 1
Линейные размеры печатных плат, мм
|
Ширина |
Длина |
Ширина |
Длина |
Ширина |
Длина |
Ширина |
Длина |
Ширина |
Длина |
Ширина |
Длина |
|
10 |
10 10 20 30 40 |
45 |
45 50 60 70 75 80 85 90 170 |
80 |
80 85 90 95 100 110 120 130 140 150 160 180 200 240 |
100 |
200 240 280 |
140 |
140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 320 360 |
180 |
180 190 200 220 240 260 280 300 320 340 360 |
|
110 |
110 120 130 135 140 150 160 170 180 190 200 220 |
||||||||||
|
15 |
15 20 25 30 |
||||||||||
|
50 |
50 60 75 80 85 90 95 100 |
||||||||||
|
20 |
20 25 30 40 45 50 60 80 |
||||||||||
|
200 |
200 220 240 260 280 300 320 340 360 |
||||||||||
|
150 |
150 160 170 180 190 200 300 |
||||||||||
|
85 |
85 90 95 100 |
||||||||||
|
120 |
120 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 280 320 360 |
||||||||||
|
60 |
60 75 80 85 90 95 100 110 120 140 160 180 |
||||||||||
|
30 |
30 40 45 50 60 80 90 |
90 |
90 95 100 110 120 130 140 150 160 170 180 |
||||||||
|
160 |
160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320 360 |
220 |
220 240 260 280 300 320 340 360 |
||||||||
|
40 |
40 45 50 60 75 80 100 120 140 160 |
||||||||||
|
240 |
240 260 280 300 320 340 360 |
||||||||||
|
75 |
75 80 85 90 95 100 170 |
100 |
100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 |
130 |
130 140 150 170 180 190 200 260 |
||||||
|
170 |
170 175 180 190 200 340 |
||||||||||
|
135 |
240 |
Примечания.
1. Выделенные размеры печатных плат являются предпочтительными.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
МВО 668812.000 ПЗ