Усилитель систем автоматики
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?ОНФ 1 35 (ТУ 16 503.204 80).
Все используемые постоянные резисторы типа С2-33Н-0.125 за исключением R14 в транзисторном варианте и R4 в микросхемном варианте - С2-33Н-0.5.
Все используемые неполярные конденсаторы типа К10-17Б (типоразмер -0805).
Все электролитические конденсаторы типа К50-6 номинальным напряжением не менее, чем на 16В.
Печатную плату будем изготавливать методом химического травления. Шаг координатной сетки, при разработке печатной платы, выберем равным 1,25 мм. Методом травления можно получить минимальную ширину дорожек мм. Но лучше использовать толщину дорожек мм.
Транзисторный вариант:
Найдём размеры печатной платы XP*YP для размещения k=37 элементов заданной электрической схемы.
Каждый элемент с габаритными размерами XUi*YUi занимает на плате площадь SUi= XUi*YUi
Площадь, занимаемая элементами на плате, составит:
Данные по установочным размерам элементов представлены в следующей таблице
Поз. обозначениеНаименованиеУстановочные размеры по ГОСТ 29137-91, ммВариант установкиZ0NiYUXUZUSE,мм2C1,C10K10-17б180125,58,5693,5C2С9K50-6180189913648R1-R13, R15,R17-R19С2-33Н-0,1251401172103340R14С2-33Н-0,514011410440R16СП3-28390118,88,8578,5VT1КП313А1801137,5550VT2VT3КТ312А180125,25,2453,6VT4КТ603А1801110,410,48107,5VT5-VT6КТ817А,
КТ816А180122,87,81143,68VD1,VD2ГД511В140 123,59,5466,5ZUmax=13ммSE=1522мм2
С учётом зазоров между элементами, общую площадь для элементов электрической схемы можно представить как площадь функциональной поверхности SF:
SF=SE/CZ
де CZ-коэффициент заполнения или плотности упаковки элементов на плате. Выберем коэффициент заполнения равным CZ=0,25. Тогда:
SF=SE/CZ=1522/0,25=6088?6000 мм2
Размеры краевых полей X1,X2,Y1,Y2 выбираются кратными шагу координатной сетки, поэтому выберем значение 2,5 мм. Ширину зоны присоединения ( размещения разъёма) Xпр возьмём тоже 2,5 мм. Окончательные размеры печатной платы определяются по формулам:
где CF-коэффициент формы.
В следующей таблице представлены зависимости размеров платы в зависимости от выбранного коэффициента формы:
Исходные данныеРезультат, ммОкругление, ммX1X2Y1Y2XпрCZCFXPYPXPYP2,52,52,52,52,50,25184,9682,468582,51,188,7478,8590801,292,3575,7192,5751,395,8272,9497,572,51,499,1570,47100701,5102,3768,25102,5701,6105,4866,2410567,51,7108,5064,41107,5651,8111,4262,74112,562,51,9114,2761,20115602,0117,0459,77117,560
Вариант при CF=1,6, так как, при заданных линейных размерах XP*YP=105*67,5мм плата имеет наименьшую площадь, по сравнению с другими вариантами. Поэтому, поскольку ограничения на форму и размещение не предъявлялись, принимаем размеры печатной платы XP*YP=10567,5мм.
Рассчитаем размеры функционального узла по координате Z. Характерные для плат размеры по координате Z представлены на рисунке ниже:
Из рисунка найдём:
ZP=ZUmax+Z0+h=13+1+1=15мм, где:
-толщина материала платы;
ZUmax=13-максимальная из высот монтажа элементов;
Z0-толщина пайки элементов со стороны печатных проводников.
Таким образом, в ходе расчётов установлены окончательные размеры платы 10567,515мм.
Рассчитаем диаметры отверстий D для установки навесных элементов и соответствующие им диаметры контактных площадок. Принято, что
D=DV+0,2мм
где DV-диаметр вывода. Диаметр контактной площадки Dк.п. определяется по формуле
Dк.п.=2XA+D,
где ХА=0,5 мм ширина проводника.
Для уменьшения числа технологических операций, следует близкие значения диаметров сгруппировать, округлив в большую сторону. В следующей таблице занесены полученные результаты:
Поз. обозначениеНаименованиеДиаметр выводаДиаметр отверстияДиаметр контактной площадкирасчётокруглениеC1,С10K10-17б0,40,60,61,6C2C9K50-60,60,80,81,8R1-R13, R15, R17-R19С2-33Н-0,1250,50,70,81,8R14С2-33Н-0,50,50,70,81,8R16СП3-280,8112VT1КП313А0,50,70,81,8VT2-VT3КТ312А0,40,60,61,6VT4КТ603А0,50,70,81,8VT5-VT6КТ817А,
КТ816А0,50,70,81,8VD1,VD2ГД511В0,50,70,81,8
Расчёт радиатора на транзисторы оконечного каскада производим следующим образом:
Поскольку эта мощность выделяется на обоих транзисторах, то делим её пополам:
По графику из справочника радиолюбителя-конструктора найдём площадь радиатора по мощности и температуре (задана по ТЗ):
Площадь поверхности радиатора для одного транзистора S=80 см2, так как она довольно большая, то радиатор делается ребристым.
Микросхемный вариант:
Найдём размеры печатной платы XP*YP для размещения k=18 элементов заданной электрической схемы.
Каждый элемент с габаритными размерами XUi*YUi занимает на плате площадь SUi= XUi*YUi
Площадь, занимаемая элементами на плате, составит:
Данные по установочным размерам элементов представлены в таблице:
Поз. обозначениеНаименованиеУстановочные размеры по ГОСТ 29137-91, ммВариант установкиZ0NiYUXUZUSE,мм2C5,C6K10-17б180
125,58,5693,5C1,С2, C3,С4K50-6180
149913324R1-R3, R5,R7 -R8С2-33Н-0,125140 162103120R6С2-33Н-0,5140
11410440R4,R9СП3-19390
128,88,85154,8DA1140УД10390
1110105100DA2A2030Н390
114,810,41650VD1,VD2КД243А140 1235430ZUmax=16ммSE=912,3мм2
С учётом зазоров между элементами, общую площадь для элементов электрической схемы можно представить как площадь функциональной поверхности SF:
SF=SE/CZ
где CZ-коэффициент заполнения или плотности упаковки элементов на плате. Выберем коэффициент заполнения равным CZ=0,25. Тогда:
SF=SE/CZ=912,3/0,25=3649?3650 мм2
Размеры краевых полей X1,X2,Y1,Y2 выбираются кратными шагу координатной сетки, поэтому выберем значение 2,5 мм. Ширину зоны присоединения ( размещения разъёма) Xпр возьмём тоже 2,5 мм. Окончательные размеры печатной платы определяются по формулам:
где CF-коэффициент формы.
В следующей таблице пр