Проект цифрового печатного узла, выполняющего функцию стабилизации напряжения - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Проект цифрового печатного узла, выполняющего функцию стабилизации напряжения

Анализ существующих конструкций и выбор прототипа. Расчет элементов электрической принципиальной схемы. Технические требования к изделию. Расчет паразитных ёмкостей и индуктивностей печатных проводников. Ориентировочный расчёт надежности устройства.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Анализ существующих конструкций и выбор прототипа
1.1Назначение изделия и анализ условий эксплуатации
1.2 Анализ существующих конструкций и выбор прототипа
1.3 Описание проектируемой конструкции изделия
1.5 Расчет элементов электрической принципиальной схемы
1.6 Технические требования к изделию
2. Конструирование печатной платы устройства
2.1 Компоновочный расчёт печатной платы
2.2 Выбор материалов для изготовления печатной платы
2.3 Расчёт размеров элементов печатного монтажа
2.4 Расчет паразитных ёмкостей и индуктивностей печатных проводников
3. Анализ технологичности, надежности и оценка качества продукции
3.2 Ориентировочный расчёт надежности устройства
Производство цифровых устройств электронной аппаратуры в настоящее время находит все более широкое применение во многих областях народного хозяйства и в значительной мере определяет уровень научно-технического прогресса.
В связи с этим возникает потребность в расширении функциональных возможностей ЦУ и серьезном улучшении таких технико-экономических показателей как надежность, стоимость, габариты, масса. Эти задачи могут быть решены только на основе рассмотрения целого комплекса вопросов системо- и схемотехники, конструирования и технологии, производства и эксплуатации. Именно на стадиях конструирования и производства ЭС реализуются системо- и схемотехнические идеи, создаются изделия, отвечающие современным требованиям.
ЦУ - это устройства, предназначенные для приема ,передачи, хранения и обработки информации в цифровой форме.
Проектирование современных ЭС сложный процесс, в котором взаимно увязаны принципы действия электронно-вычислительных систем, схемы, конструкции аппаратуры и технология её изготовления.
Основное требование при проектировании ЦУ состоит в том, чтобы создаваемое устройство было эффективнее своего аналога, т.е. превосходило его по качеству функционирования, степени миниатюризации и технико-экономической целесообразности.
Проектирование - это процесс выбора и отображения в КД состава, размеров, формы и внутренних связей между ними.
Целью курсового проекта является создание цифрового печатного узла, выполняющего функцию стабилизации напряжения.
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ВЫБОР ПРОТОТИПА
1.1 НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ И ОПИСАНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Стабилизатор напряжения -- электрическое устройство, получающее питание от внешнего источника питания и выдающее на своём выходе напряжение, не зависящее от напряжения питания. Данный стабилизатор предназначен для питания устройств в процессе их налаживания.
Принцип работы изделия заключается в следующем: он защищает устройства от повышения или понижения напряжения питающей сети. Работа стабилизатора происходит без разрыва цепи нагрузки, без искажения формы выходного напряжения, что имеет большое значение. Использование данного ЦУ позволяет увеличить ресурс и срок службы оборудования, а так же к экономии электроэнергии.
Разрабатываемое изделие будет эксплуатироваться в следующих условиях:
- потребляемый ток: не более 10 мА;
- относительная влажность воздуха 40-80%;
- длительность ударного импульса 2 мс.
1.2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ВЫБОР ПРОТОТИПА
ЦУ предназначено для стабилизации напряжения. Конструкция изделия представляет собой печатный узел с установленными навесными элементами.
Требования к установке элементов на печатной плате.
? ЭРЭ массой более 10 грамм на печатную плату устанавливаются.
? ЭРЭ с массой более 15 грамм должны иметь дополнительный крепёж.
? Выводы ЭРЭ должны совпадать с узлами координатной сетки.
? ЭРЭ на плате должны устанавливаться либо рядами, либо группами параллельно линиям координатной сетки - это необходимо для автоматической сборки и пайки ЭРЭ.
? Расстояние между выводами ЭРЭ должно быть кратно шагу координатной сетки.
? Для многовыводных ЭРЭ лучше использовать шаг 1,25 мм
? Если расстояние между выводами не кратно шагу координатной сетки, то с узлом координатной сетки должен совпадать первый вывод микросхемы.
? Цоколёвка выводов должна быть указана (ключ на микросхему).
? Обязательно указать цепи питания, как правило, для питания предназначены первый и последний выводы микросхемы.
? ЭРЭ на плату устанавливаются с зазором, если же плата изготовлена химическим методом(односторонняя) или на корпусе элемента имеется изоляция, то элементы устанавливаются без зазора.
? При вертикальной установке необходимо учитывать воздействие вибрации.
? Если элементы имеют планарные выводы, то такие элементы можно устанавливать с противоположных сторон платы.
? Для повышения жёсткости выводов и для обеспечения зазора между корпусом элемента и печатной платы допускается применять гибку выводов.
? Элементы должны равномерно размещаться по площади печатной платы.
Базовым аналоговым элементом схемы является КР142ЕН18Б.
1.3 ОПИСАНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
В результате анализа технического задания было выяснено, что получить требуемые параметры, используя типовые схемы стабилизаторов трудно, вследствие сложности проектирования: большое количество каскадов (больше 10) и большое количество элементов обвязки. Расчет такого стабилизатора также будет затруднен необходимостью подбора радиоэлементов по параметрам и согласование каскадов. Оптимальным решением в данном случае будет применение интегрального стабилизатора напряжения на микросхеме DA1(LM337T). Такие стабилизаторы содержат большое количество транзисторов (больше 10) , подобранных по параметрам, каскады включения согласованы. Не маловажным фактором является и то, что основные каскады стабилизации содержаться в одном корпусе. Это обеспечивает термостабильность (работу стабилизатора при температурах -40С до +100С).
На приведенной схеме стабилизатора напряжения резисторы R1, R2 и конденсатор C1 составляют обвязку микросхемы, их номиналы содержатся в перечне элементов по параметрах стабилизаторов.
Резистор R3 - это резистор защиты стабилизатора от перегрузки выходным током.
Пара резисторов R4, R5 задают порог срабатывания тепловой защиты стабилизатора.
Конденсатор C2 позволяет снизить уровень пульсаций и помех при большом входном напряжении.
Конденсатор С3 - для уменьшения броска тока при подключении нагрузки и снижения пульсаций выходного напряжения.
1.5 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
Линейный регулируемый стабилизатор напряжения отрицательной полярности. Микросхема LM337T защищена от кратковременного замыкания выхода, но не защищена от замыкания входа - такая ситуация, равно как и любое превышение выходного напряжения над входным приводит к выходу микросхемы из строя. В случае возможности возникновения такой ситуации, в частности если ёмкость на выходе стабилизатора превышает ёмкость на входе, устанавливают защитный диод по входу.
Защитный диод между регулировочным входом и выходом устанавливают только при установленной ёмкости между ними для защиты стабилизатора от разряда этой ёмкости либо при параллельной работе нескольких стабилизаторов.
Фланец(радиатор) корпуса микросхемы LM337T соединен со входным выводом и поэтому должен быть при монтаже изолирован от общего провода.
Диапазон температур кристалла -40..+125°С
1.6 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗДЕЛИЮ
Диапазон входного напряжения, В 90-260
Мощность, потребляемая в режиме холостого хода, при Uвх= 220В, не более 50Вт
Коэффициент мощности, не хуже % 0,97
2. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ УСТРОЙСТВА
2.1 КОМПОНОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
После выбора элементов электрической принципиальной схемы выполняем компоновочный расчет печатной платы. Определяем площадь платы, как сумму входящих площадей элементов с учетом коэффициента заполнения.
Из таблицы 1 берем площади ЭРЭ и находим общую площадь ЭРЭ:
2.2 ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Для проектирования функционального узда выбираем одностороннюю печатную плату, изготовленную комбинированным способом. Данный метод широко применяется в производстве. В качестве основания платы выбираем фальгированный стеклотекстолит марки СФ-1-35-1,5-1кл ГОСТ 10316-78.
Стеклотекстолит обладает высокой механической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами, низким влагопоглощением, имеет следующие характеристики:
Диэлектрическая проницаемость при частоте 1 МГц после кондиционирования в условиях 96 часов (40оС) 93%
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц после кондиционирования в условиях 96 часов (40оС) 93% для толщин от 0,8 до 3,0 мм.
Удельное объемное электрическое сопротивление после кондиционирования в условиях: а) 96 часов (40оС) 93% не менее 1,0*1010Ом*м; б) 1 час (125оС) менее 20%
Прочность на отрыв контактной площадки не менее 60 Н. Время устойчивости к воздействию расплавленного припоя при t 260оС,
Поверхностное электрическое сопротивление Ом не менее
после кондиционирования в условиях:
2.3 РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА
Определяем ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:
максимальный ток, протекающий в проводнике.
Определяем минимальную эффективную ширину печатного проводника с учётом допустимого напряжения:
Определяем номинальное значение диаметра монтажных отверстий по значению диаметров выводов:
- нижнее предельное отклонение от номинального отверстия
Определяем максимальный диаметр просверленного монтажного отверстия:
Определяем минимальный эффективный диаметр контактной площадки:
Определяем минимальный диаметр контактных площадок:
Определяем максимальный диаметр контактных площадок:
Определяем минимальную ширину проводников при фотохимическом способе изготовления:
Определяем максимальную ширину проводников:
Определяем минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка:
Определяем минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:
- расстояние между элементами, принимаемое равным шагу координатной сетки
Определяем минимальное расстояние между двумя контактными площадками:
Определяем минимальное расстояние между двумя проводниками:
2.4 РАСЧЁТ ПАРАЗИТНЫХ ЁМКОСТЕЙ И ИНДУКТИВНОСТЕЙ ПЕЧАТНЫХ ПРОВОДНИКОВ
Определяем взаимную ёмкость параллельных проводников для первого типа линии связи для одноконтактного печатного монтажа:
Определяем взаимную индуктивность для первого типа линий:
Определяем сопротивление изоляции между проводниками:
Где - удельное поверхностное сопротивление стеклотекстолита
Определяем паразитную ёмкость между проводниками:
Определяем индуктивность печатного проводника:
3. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ, НАДЁЖНОСТИ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА
Показатели технологичности конструкции
Коэффициент автоматизации и механизации монтажных соединений:
- число монтажных соединений, выполненных с помощью автоматизации
Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу
- число элементов, подготовленных к монтажу механизированным способом
Коэффициент автоматизации, контроля и настройки
- число операций контроля и настройки, выполняемых автоматизированным способом
- общее число операций контроля и настройки
Коэффициент использования МС и микросборок
- число МС и микросборок, используемых в изделии
- число типовых оригинальных изделий
Коэффициент прогрессивности формообразования
- число изделий, полученных прогрессивным формообразованием (штамповкой)
Определяем комплексный показатель технологичности изделия:
3.2ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЁТ НАДЕЖНОСТИ УСТРОЙСТВА.
Определяем интенсивность отказов элементов
Определяем вероятность безотказной работы:
Определяем среднее время наработки на отказ:
Общая мощность потребления изделием
- мощность устройств, входящих в изделие
- площадь устройств, входящих в изделие
В результате курсового проекта на основании схемы электрической принципиальной произведён выбор элементов устройства исходя из заданных условий эксплуатации и электрических параметров. Осуществлен выбор материала платы: фальгированный стеклотекстолит марки СФ-1-35-1,5-1кл ГОСТ 10316-78. Исходя из входных площадей элементов, был определён размер печатной платы: 60Ч40.
Расчёт печатного монтажа, в результате которого определена ширина печатных проводников, диаметров отверстий и контактных площадок.
Расчёт паразитных ёмкостей и индуктивностей печатных проводников.
Проведена оценка технологичности изделия и рассчитан комплексный показатель технологичности.
В процессе выполнения курсового проекта выполнены чертежи:
Схема электрическая принципиальная стабилизатора напряжения ПК 230113.304.22.14 00 ЭЗ.
Чертеж печатной платы стабилизатора напряжения
Парфёнов Е. Н «Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры» ,1989.
Пирогова Е. В. «Проектирование и технология печатных плат» ,2005.
Шахнов В.А. «Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры» ,2005.
Терещук Р.М., Терещук К.М. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: справочник радиолюбителя, 1988.
Принцип работы схемы электрической принципиальной регулируемого двухполярного блока питания. Выбор типа и элементов печатной платы и метода ее изготовления. Разработка топологии и компоновки печатного узла. Ориентировочный расчет надежности устройства. курсовая работа [277,6 K], добавлен 20.12.2012
Основные технические характеристики проигрывателя при номинальном напряжении питания. Выбор и обоснование схемы электрической структурной, описание принципа работы. Расчет параметров печатных проводников. Компоновка и электрический монтаж печатного узла. курсовая работа [25,5 K], добавлен 07.05.2013
Анализ электрической принципиальной схемы и выбор элементной базы. Выбор резисторов, конденсаторов, транзисторов и печатной платы. Конструкторско-технологический расчет печатной платы. Конструкторские расчеты печатного узла. Расчет теплового режима. курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.02.2013
Анализ схемы электрической принципиальной и описание принципа работы регулируемого стабилизатора напряжения с "резисторным теплоотводом". Выбор элементной базы и основных вариантов ее установки. Расчет электрических параметров печатных проводников. курсовая работа [121,1 K], добавлен 07.07.2012
Разработка конструкции устройства охранной сигнализации для фермера, в составе системы комплекса радиоэлектронной аппаратуры. Анализ электрической принципиальной схемы. Расчёт массы конструкции, собственной частоты колебания печатного узла и надежности. курсовая работа [38,7 K], добавлен 22.01.2012
Методика и основные этапы разработки печатного узла в пакете OrCAD, составление и анализ его принципиальной электрической схемы, выбор и обоснование элементной базы. Автоматизированная разработка схемы и ее моделирование, конструкции печатного узла. курсовая работа [1,8 M], добавлен 02.08.2009
Назначение и область применения микромощного радиопередатчика для охранной сигнализации. Анализ схемы электрической принципиальной передатчика. Расчет электрических параметров печатных проводников. Расчет вибро- и ударопрочности. Технология сборки узла. курсовая работа [449,3 K], добавлен 29.05.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проект цифрового печатного узла, выполняющего функцию стабилизации напряжения курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Интересный Человек Сочинение Рассуждение
Реферат по теме Селекция в пчеловодстве
Сочинение Про Учительницу 6 Класс
Курсовая Работа На Тему Вычисление Площадей Эпюр С Использованием Численных Методов
План Сочинения Эссе По Обществознанию
Мини Сочинение О Языке 5 Класс
Курсовая Работа На Тему Административные Правонарушения, Посягающие На Права Граждан: Общая Характеристика И Виды Правонарушений
Национальный Парк Нижняя Кама Реферат
Русский Язык И Литература Курсовые Работы
Курсовая работа: Макроэкономическая нестабильность: безработица и инфляция. Скачать бесплатно и без регистрации
Книга: Бедность не порок
Контрольная работа: по Бухгалтерскому учету 14
Взаимодействие Элитарной И Народной Культуры Реферат
Контрольная работа по теме Функции служб по работе с персоналом
Контрольная работа: Актуарні розрахунки
Курсовая работа по теме Бухгалтерский учет лизинговых операций
Топик: Вольво, система охлаждения
Реферат На Тему Москва В Творчестве А.С.Грибоедова И А.С.Пушкина
Сочинение Рассказ Примеры
Чему Учит Недоросль Фонвизина Сочинение
Характерологічна функція чеських фразеологізмів на позначення особи - Иностранные языки и языкознание дипломная работа
Основні підходи у формуванні вмінь монологічного та діалогічного мовлення у загальноосвітній школі - Иностранные языки и языкознание курсовая работа
Квалификация хищения личного имущества - Государство и право курсовая работа