Xreferat.com » Рефераты по коммуникации и связи » Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу: “Основы проектирования РЭС”

Содержание


Введение

Анализ исходных данных и разработка технических требований к конструкции

Выбор типов электрорадиоэлементов.

Обоснование конструкции.

Выбор способа монтажа

Расчет конструкции

5.1 Компоновка ФУ РЭС

5.2 Расчет параметров электрических соединений

5.3 Расчёт вибропрочности

5.4 Требования, предъявляемые к конструкции при компоновке

6. Расчёт параметров электрических соединений

6.1 Выбор размеров отверстий в ПП

Расчёт печатного монтажа

7. Расчёт надёжности приёмника

8. Техническое описание конструкции

Заключение

Список литературы

Введение


Для обеспечения дальнейшего роста материального благосостояния граждан России необходим неуклонный рост народного хозяйства, ускорение его перевода на интенсивный путь развития, рациональное использование созданного производственного потенциала, всемерная экономия материальных, трудовых и финансовых ресурсов.

Важной составляющей является повышение эффективности производства, увеличение выпуска и улучшение качества продукции. Осуществление указанных задач в значительной мере реализуется в процессе проектирования, когда разрабатывают конструкцию прибора или машины, выбирают материалы для изготовления деталей, определяют наиболее рациональные их формы, размеры и точность, решают вопросы технологичности, стандартизации, взаимозаменяемости и экономичности, предусматривают необходимость автоматизации и механизации изготовления и сборки деталей и узлов.

Объектом курсового проектирования является миниатюрный радиоприемник, который рассчитан на работу в диапазоне СВ, но при желании на него можно принимать и одну фиксированную радиостанцию длинноволнового диапазона без особого усложнения конструкции. В данном проекте необходимо произвести расчет и сконструировать приемник сигналов в соответствии с заданными электрическими и конструктивными параметрами, предъявленными техническими требованиями, условиями эксплуатации объекта проектирования и с учетом типа производства.

При выполнении курсового проекта необходимо выполнить сборочный чертеж проектируемого устройства, оформить чертеж печатной платы и печатного узла в соответствии с требованиями ЕСКД. На чертеже должны быть указаны необходимые размеры, соответствующие рассчитанным параметрам и другая необходимая информация с учетом требований ГОСТ.

1. Анализ исходных данных и разработка технических требований к конструкции


Основанием для разработки любого промышленного изделия является техническое задание (ТЗ), оформленное в виде документа, устанавливающего основное назначение, показатели и требования, предъявляемые к проектируемому изделию, объему, стадиям разработки и составу конструкторской документации.

Анализ ТЗ должен выполнятся в соответствии с ГОСТ-15001-73.

В данном курсовом проекте разрабатывается миниатюрный радиоприемник.

Принципиальная схема приемника приведена в приложение. Приемник рассчитан на работу в диапазоне СВ. Прием ведется на магнитную антенну WA1. Ее колебательный контур составляет катушка индуктивности L1 и конденсатор переменной емкости С1.

Выделенный контуром сигнал поступает через катушку связи L2 на входной вывод 1 микросхемы DA1. Он связан со входом двухкаскадного усилителя РЧ, расположенного в корпусе микросхемы. Далее усиленный сигнал подается через конденсатор С3 на последующие каскады усиления РЧ, после чего детектируется. Выделенный детектором сигнал ЗЧ предварительно усиливается, а затем с вывода 9 микросхемы подается через фильтр R3C10 на регулятор громкости – переменный резистор R4, а с его движка – на усилитель мощности. Предварительный каскад усилителя мощности выполнен на транзисторе VT1, а двухтактный оконечный – на транзисторах VT2, VT3. Между каскадами введена обратная связь через резистор R7, которая поддерживает нужное рабочее напряжение на выходе усилителя и снижает нелинейные искажения. Конденсатор С13 предотвращает самовозбуждение каскада на транзисторе VT1, терморезистор R8 стабилизирует режим работы выходного каскада при изменении температуры окружающей среды. Нагрузкой усилителя является динамическая головка ВА1.

Питается приемник от батареи аккумуляторов GB1, которую можно периодически подзаряжать через разъем XS1 от зарядного устройства или подходящего блока питания.

Миниатюрный радиоприемник относится к типу переносных приборов. Следовательно, прибор должен иметь малые габариты и массу. Условия эксплуатации устройства, частота вибраций от 10 до 300 Гц, перегрузка 3 g.

Климатические воздействия на изделие примерно в диапазоне рабочих температур t = -20°C ё +40°C; влажность 50 ё 75 %; атмосферное давление 750 ± 30 мм.рт.ст.

Конструкция устройства должна обеспечивать допуск для быстрой и удобной сборки и разборки, для проведения ремонта и профилактических работ. Для обеспечения экономических требований необходимо стараться не использовать по возможности дорогостоящих элементов и материалов, так как устройство должно быть легко доступно для общего пользования. Так же устройство должно отвечать современным эргономическим требованием, поэтому к вопросу конструирования следует подходить комплексно. Тип производства – мелкосерийное.

По выше перечисленным данным составляются требования к конструкции: внешний вид устройства должен соответствовать современным требованиям к бытовой аппаратуре.

2. Выбор типов электрорадиоэлементов


При выборе типов ЭРЭ исходим из требований ТЗ и принципов работы схемы, из которых определяющими являются:

номинальные значения, мощность, рабочее напряжение элементов, приведенных в схеме;

условия эксплуатации изделия;

технические требования к конструкции изделия;

требования стандартизации;

экономичность конструкции.

На основе данных требований следует придерживаться следующих рекомендаций при выборе ЭРЭ:

применять в первую очередь стандартные и унифицированные ЭРЭ;

количество типов и типоразмеров сводить к минимуму;

допуски на ЭРЭ, если они не заданы, выбирать в пределах 10…20%;

коэффициент нагрузки по электрическим параметрам не должен превышать 0,5…0,7;

необходимо учитывать условия эксплуатации: температуру, влажность, давление, данные о биологической среде, виды и параметры механических воздействий, факторов которые не должны превышать условия и режим, установленные в ТУ на ЭРЭ;

при ограниченных размерах РЭА следует выбирать малогабаритные или микроминиатюрные ЭРЭ;

при использовании печатного монтажа выбирать специальные предназначенные для него ЭРЭ;

в целях получения низкой себестоимости РЭА надо наиболее дешевых ЭРЭ при удовлетворении или прочих требований, но что бы в то же время качество и надежность ЭРЭ не ухудшалось.

В разрабатываемой конструкции использованы малогабаритные резисторы – МЛТ – 0,125.

В схеме использованы: конденсаторы – К53-1, КПП2, КМ-4; транзисторы – КТ3102БМ, МП38, МП42, микросхема К157ХА2. В схеме установлен выключатель SA1 совмещённый с регулятором громкости, для навесного монтажа используем провода МГШ и МГБДЛЭ с номинальным сечением 0,1 мм2.


3. Обоснование конструкции


Печатный монтаж широко используется в конструкции РЭС. Он выполняется в виде печатных плат. В качестве оснований для печатных плат используют диэлектрик или покрытый диэлектриком металл. В данном случае используется стеклотекстолит СФ – 1Н – 50 ГОСТ 10316-78. Известны односторонние, двухсторонние и многосторонние конструктивные типы ПП. В данном случае используется односторонняя ПП. Она характеризуется повышенной точностью выполнения проводящего рисунка; отсутствием металлизированных отверстий с установкой ЭРЭ на ПП со стороны противоположной пайке; низкой стоимостью.

Толщина ПП определяется габаритными размерами, требованиями к виброустойчивости и вибропрочности. Толщину платы выбираем 1,5 мм.

Метод изготовления ПП выбираем в зависимости от сложности схемы, конструктивно – технологических требований к изделию. Выбираем химический метод изготовления. Он основан на травлении фольгированного диэлектрика. Монтажные отверстия не металлизируются. Метод используется для изготовления ОПП. Преимущества метода – это высокая точность геометрии проводников, так как нет процессов гальванического охлаждения меди. В платах изготовленных химическим методом, вывод ЭРЭ припаивается только к печатной контактной площадке. Это может привести к отслаиванию контактных площадок при повторных перепайках и при действии механических нагрузок. Чем выше класс точности ПП, изготовленных химическим методом, тем хуже ремонтопригодность ФУ и его механическая точность. Плата изготавливается химическим методом 2-го класса точности.

4. Выбор способа монтажа


Под монтажом понимается совокупность электрических соединений между ЭРЭ и узлами РЭА, выполненная в соответствии со схемой электрической принципиальной.

Монтаж РЭА должен иметь:

высокую надежность соединений;

минимальную длину проводников и объем, занимаемый монтажом;

минимальное комплексное сопротивление проводников и контактов;

минимальную трудоемкость в производстве;

стабильность параметров при воздействии дестабилизирующих факторов (изменение температуры, влажности и т.д.);

максимальное единообразие для всех узлов, субблоков и блоков в пределах РЭА;

свободный допуск к ЭРЭ в процессе регулировки и ремонта.

В данном случае выбираем печатный монтаж, который в настоящее время широко применяется в РЭА серийного и массового производство.

Достоинства печатного монтажа:

малые габариты и масса печатных узлов;

стабильные значения паразитных параметров монтажа;

малая трудоемкость, изготовленная и сборки узлов на ПП;

возможность создания полосковых систем ВЧ и СВЧ устройств;

высокая стойкость к воздействию внешних факторов;

возможность автоматизации процессов проектирования узлов на ПП.

К недостаткам печатного монтажа относится невозможность изменения электрической схемы ФУ без переработки ПП.

5. Расчет конструкции


5.1 Компоновка ФУ РЭС


Основная цель компоновка – определение массы ФУ, коэффициента заполнения объема, коэффициента использования площади ПП.

В процессе компоновки ФУ РЭС принято использовать компоновочные модели ЭРЭ.

При малых коэффициентах нагрузки по мощности можно использовать упрощенные соотношения для вычислений Vуст к Sуст по нормализованным установочным размерам: Amax , Bmax ,Hmax (рис.1);


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника


Рис. 1


Определим суммарный объем ФУ РЭС (площадь):


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникагде - коэффициент увеличения объема (площади ФУ РЭС), зависящий от назначения РЭС и условий эксплуатации и равный 1…5 (1…3);

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаПроектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - установочный объем (площади) i-го элемента;

коэффициент заполнения РЭС по объему (0,2…1);

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникакоэффициент использования площади платы (0,33…1);

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаполная масса изделия;

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаобобщенный коэффициент объемной массы изделия (1,2…3);

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникаобъемная масса РЭС (0,4…1,6), г/см3.


В таблице 7.1 приведены массогабаритные показатели элементов приёмника.


Таблица 7.1

Наименование

элементов

Кол-во

Gi

г


Vi

мм3


Si

мм2


V∑уст

мм3


S∑уст

мм2


G∑уст

Г

Транзистор КТ3102БМ 1 0,8 325 36 325 36 0,8
Транзистор МП 38 1 2 1080 135 1080 135 2
Транзистор МП 42 1 2 1080 135 1080 135 2
М/С К157ХА2 1 1,8 1050 140 1050 140 1,8
Резистор МЛТ-0,125 6 0,15 365 38 2190 228 0,9
Резистор СП3-3б 1 3 7970 600 7970 600 3
Резистор СТ1-17 1 0,2 330 41 330 41 0,2
Конденсатор К53-1 5 1,5 512 74 2560 370 7,5
Конденсатор КМ-4 8 1 1037 70 8296 560 8
Конденсатор КПП2 1 14 14100 520 14100 520 14
Разъем многоштырьковый 1 1,4 2898 218 2898 218 1,4
Катушка ВЧ 2 10 10500 700 21000 1400 20
Аккумулятор 1 50 53568 1934 53568 1934 50

Динамическая головка

HUASHI (55х17)

1 70 40375 2375 40375 2375 70

Согласно таблице найдем суммарный объем по формуле, указанно выше: Суммарный объём равен VS= 378013 мм3, суммарная площадь равна SS=12630 мм2, суммарная масса G∑ = 180,6 г.

Исходя из полученных данных, получаем размеры внутреннего пространства 72ґ175 мм. Так как аккумулятор находится не на плате, то вычитаем из длины внутреннего пространства ширину аккумулятора, равную 25 мм, также вычитаем площадь динамической головки. Выбираем из типоразмеров ПП размер 70ґ90 мм. Шаг координатной сетки принимаем 2,5 мм.


5.2 Расчет массогабаритных параметров


Размер печатной платы выбираем 70Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника90 мм. Материал платы СФ – 1Н – 50 толщиной 1,5 мм.

Определим массу платы без установленных на ней элементов по формуле:


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника , (7.1)


где Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - объем платы,

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - плотность платы.


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника (7.2)


Определим массу платы с установленными на ней элементами:


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника, (7.3)

где Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - масса i – го элемента.


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника.


Определим объем печатного узла:


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника, (7.4)

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемникагде Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - коэффициент увеличения объема ФУ РЭС равный (1..5), а Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - установочный объем ЭРЭ.


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника


Исходя из этого, выбираем внутренний объём корпуса равный 175ґ72ґ30 Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника


5.3 Расчет вибропрочности ПП


Все виды РЭА подвергаются воздействию внешних механических нагрузок, которые передаются каждому элементу конструкции.

Механические воздействия, которым будет подвергаться приемник, указаны в ТЗ, то есть частота вибраций от 10 до 300 Гц.

Исходные данные для расчета:

размер платы 70ґ90 мм;

толщина платы 1,5 мм;

масса электрорадиоэлементов » 180,6г.

В нашем случае крепление ПП осуществляется в четырех точках. Исходя из этого, в качестве приближенного расчета используют формулу Релея – Ритца для расчета частоты собственных колебаний ПП:


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника , (7. 5)


где Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - большая сторона ПП, Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - цилиндрическая жесткость, Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - масса ПП, Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - коэффициент, учитывающий массу ЭРЭ, Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - коэффициент частоты:


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника (7.6)

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника , (7.7)


где Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - меньшая сторона ПП.


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника , (7.8)


где Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника и Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - плотность и толщина ПП соответственно.


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника


Находим массу ЭРЭ, приведенную к единице площади:


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника (7.9)


где Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - масса ЭРЭ равная 180,6 гр. ,


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника (7.8)

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника (7.9)


где Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - модуль упругости материала, Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - коэффициент Пуассона.


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника (7.10)

Таким образом, собственная частота колебаний ПП:


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника (7.11)


Полученная частота не входит в вибрационную область, значит, конструкция не будет резонировать.


5.4 Требования, предъявляемые к конструкции при компоновке


Компоновка блока – это процесс размещения ЭРЭ и деталей несущих конструкций в пространстве, ограниченном размерами и конфигурацией кожуха, с учетом функциональных, геометрических, механических и других видов связей между элементами с одновременным решением вопросов обеспечения ремонтопригодности, теплового режима и защиты устройства от влияния внешних дестабилизирующих факторов. Блоки конструктивно состоят из следующих составных частей: печатных узлов, корпусов с элементами крепления узла в блоке и блока в месте использования; соединительных разъемов, элементов управления, вынесенных на лицевую панель; элементов монтажа.

В результате компоновки должны быть определены геометрические размеры, форма, ориентировочная масса изделия и взаимное расположение всех элементов в конструкции.

При внутренней компоновке необходимо удовлетворять основным требованиям:

между отдельными элементами, узлами, блоками, приборами должны отсутствовать паразитные электрические взаимосвязи, которые могут существенно изменить характер полезных взаимосвязей и нарушить нормальное функционирование изделия;

тепловые поля возникающие в РЭА вследствие перегрева отдельных элементов, не должны ухудшать технические характеристики аппаратуры;

необходимо обеспечить легкий доступ к деталям, узлам, блокам в конструкции для ремонта, контроля и обслуживания;

расположение элементов конструкции должно так же обеспечивать технологичность монтажа и сборки с учетом использования автоматизации этих процессов;

габариты и масса изделия должны быть минимально возможными.

Паразитные обратные связи определяются взаимным расположением отдельных частей конструкции и соединяющих их проводников и могут возникать не только между отдельными элементами, но и между узлами, блоками, приборами, что нарушает устойчивость работы схемы. Для устранения паразитных обратных связей, прежде всего, необходимо рациональное размещение элементов в конструкции. Однако этого иногда недостаточно и приходится применять различные конструкционные меры.

6. Расчет параметров электрических соединений


6.1 Выбор размеров отверстий в ПП


От соотношения размеров отверстий в печатной плате и ее толщины зависит качество металлизации в отверстиях и целостность печатной платы при механической обработке. Оптимальное соотношение между диаметром отверстия d и толщиной Hn платы, для текстолита d і 0,6·Hn=0,9 мм.

В данном случае Hn=1,5 мм. Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий d:


Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника , (8.1)


где Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - диаметр вывода ЭРЭ; Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника - нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия; r – разница между минимальным диаметром вывода ЭРЭ, ее выбирают в пределах 0,1..0,4 мм. Рассчитанные значения d к предельному ряду размеров отверстий по ГОСТ 10317 – 79. Таким образом, d = 1,0 мм. Данные условия выполняются.

Для элементов R1 – R3,R5 - R8; DA1; VT1 – VT3; C2 - C14; L1, L2; Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника= ± 0,10 мм, Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника=0,7 мм; XS1; R4 Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника=1 мм;

Исходя из данных, и вышеперечисленных условий, имеем:

R1 – R3,R5 - R8; DA1; VT1 – VT3; C2 - C14; L1, L2;

d=0,7+0,1+0,1=0,9 мм;

XS1; R4; d=1,0+0,1+0,1=1,2 мм;

Диаметры выводов 0,9; 1,2;

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: