 |
Разработка и описание схемы электрической структурной.
|
|
|
|
Введение
При изучении ТЗ на изделие необходимо проанализировать назначение и область применения или объект установки РЭА, в состав которого входит разрабатываемая печатная узел:
-условия эксплуатации, влияние воздействующих на РЭА факторов и группа жесткости работы РЭА
-назначение функционального узла (электронного модуля), в который входит ПП и способ ее крепления в модулях высокого конструктивного уровня
- электрическую принципиальную схему функционального узла, его функциональную сложность; параметр определяющий конструкцию ПП, его элементную базу.
Проводим конструкторские расчеты:
· Выбор типа конструкции ТЭЗ.
· Выбор класса точности ПП.
· Выбор и обоснование материалов, применяемых в конструкции.
· Расчет габаритных размеров печатной платы.
Заносим информацию в системы схемотехнического проектирования (P-CAD), где будет разработана схема электрическая принципиальная, компоновка и трассировка печатной платы. После чего информация будет передана в механический САПР (АUTOCAD).
По результатам конструкторской проработки будут проведены поверочные расчеты (надежность, тепловой расчет, вибрация). Если данные поверочных расчетов будут соответствовать требованиям ТЗ, то документация передается в производство (технологическая подготовка производства). Технологическая подготовка производства состоит из:
· Технологический анализ конструкции (качественная и количественная оценка).
· Разработка технологического процесса сборки устройства.
· Разработка схемы сборки устройства.
· Определение норм расхода материалов, необходимых для реализации технологического процесса сборки.
В данном курсовом проекте рассматривается конструкторско- технологическое проектирование КВ-радиоприемника.
|
|
|
Коротковолновый радиовещательный диапазон интересен тем, что в результате многократного тропосферного отражения, KB огибают земной шар, и, поэтому, на KB, даже на простой радиоприемник, в ночное время возможен прием радиостанций всего Мира. Поэтому KB был так популярен в середине прошлого века, однако, сейчас, когда нет такого информационного голода, интерес к KB ослабевает. Но, тем не менее, короткие волны, как мне кажется, по-прежнему могут быть интересны российским радиослушателям, особенно тем, кто занимается изучением иностранных языков. Стационарный КВ-радиовещательный приемник, собранный на двух популярных микросхемах — К174ХА2 и К174УН14. Приемник имеет конденсаторную настройку.
Расчет элементов проводящего рисунка
Анализ назначения, применения и объекта установки РЭА необходим для определения ограничений и принципиальных возможностей конструирования, изготовления и эксплуатации печатных плат. Различают три класса РЭА по объекту установки: наземная, морская и бортовая. В каждом классе различают специализированные группы в зависимости от объекта установки. Конструкция РЭА различного назначения, устанавливаемой на различные объекты, имеют особенности, вытекающие из специфики назначения и условий эксплуатации.
В зависимости от условий эксплуатации по ГОСТ 23752-79 определяют группу жесткости, которая предъявляет соответствующие требования к конструкции печатной платы, к материалу основания и необходимости применения дополнительной защиты от внешних воздействий (климатических, механических и др.) и записывают в технические требования чертежа печатной платы. При анализе условий эксплуатации РЭА и влияния дестабилизирующих факторов необходимо определить:
-какие дестабилизирующие факторы влияют на РЭА данной группы
|
|
|
-какие деградациооные процессы в печатных платах они вызывают
-какие необходимо применить способы защиты печатных плат от этого влияния. Под влиянием дестабилизирующих факторов в печатной плате протекают сложные физико-механические процессы изменяющие физико- механические (расширение, размягчение, обезгаживание, деформация: коробление, прогиб, скручивание печатной платы) и электрофизические
Теоретическая часть.
1.1 Формирование исходных данных на конструкторско-технологическое проектирование.
Исходные данные для курсового проекта формируются на основании технического задания (ТЗ). Техническое задание (ТЗ) — исходный документ для конструирования технического устройства, разработки информационных систем, стандартов либо проведения научно-исследовательских работ.
Сформулируем основные требования ТЗ.
1.1.1 Наименование и область применения
· Наименование: КВ-радиоприемник.
· Шифр: блок РКВ 001.
· Обозначение: ПКГХ.210306.305.05.000
· Область применения: стационарный, работающий в помещении(группа 6)
1.1.2 Основание для разработки
· Наименование документа: задание на курсовое проектирование, выданное цикловой комиссией специальности 210306.
· Дата утверждения: 15.09.2011г.
Цель и задачи разработки: цель разработки: разработка комплекта конструкторской документации и технологического процесса изготовления КВ-радиоприемника.
Задачи разработки: выбрать конструктивный вариант, отвечающий
требованиям технологичности, экономичности, возможности серийного запуска конструкции в производстве при малых материалоемкости и потребляемой мощности.
Исходные данные для разработки: схема электрическая принципиальная КВ-радиоприемника, выданная цикловой комиссией специальности 210306.
1.1.3 Состав изделия и требования к конструкции
Корпус, печатная плата с элементами, блок питания, динамик (вынесен на панель), корпус.
Показатели назначения:
Напряжение питания 220 В.
Чувствительность не хуже 50 мкв/м
Напряжения источников питания +UИП = +12 В; –UИП = –12 В.
Требования к надежности:
· Средняя наработка на отказ должна составлять не менее 10000 ч,
· Вероятность безотказной работы Р = 0,99.
· Срок сохраняемости приемника в неотапливаемых помещениях должен быть не менее 10 лет.
|
|
|
· Приемник должен быть прочным, стойким и устойчивым к внешним механическим и климатическим факторам в соответствии с ГОСТ16019-78 и ГОСТ 15150-69.
Требования устойчивости к воздействию внешних полей должны соответствовать ГОСТ 1320.307-76.
Эстетические и эргономические требования: внешний вид приемника должен удовлетворять требованиям современной технической эстетики и эргономики.
Условия эксплуатации
· Приемник должен сохранять работоспособность в условиях воздействия повышенной влажности окружающей среды 86 %.
· Приемник должен сохранять работоспособность в условиях воздействия повышенной температуры окружающей среды +55°С.
· Приемник должен сохранять работоспособность в условиях воздействия пониженной температуры окружающей среды минус 40°С.
· Приемник должен быть стойким при воздействии синусоидальной вибрации, находящейся в диапазоне частот от 20 до 200 Гц, при амплитуде виброускорения 19,6 м/с2.
Требования к транспортированию и хранению
· Приемник должен допускать транспортировку всеми видами транспорта, кроме морского, в соответствии с ГОСТ 20790-82.
· Приемник в процессе транспортирования должен быть стойким к воздействию температуры окружающей среды в соответствии с ГОСТ 16350-80.
· Приемник должен храниться в складских помещениях, защищающих приемник от воздействия атмосферных осадков, на стеллажах или в упаковке изготовителя при отсутствии в воздухе паров кислот, щелочей и других агрессивных примесей, при температуре от +5 до +25 °С и влажности 65 %
Конструктивные требования
Блок должен являться конструктивно-сменной единицей.
1.1.4 Стадии разработки
· Выбор элементной базы и материалов.
· Разработка конструкции типового элемента замены (функциональной ячейки).
· Разработка конструкции блока.
1.1.5 Комплектность документации, порядок приемки, сроки
Пояснительная записка
· Схема электрическая структурная
· Схема электрическая принципиальная.
· Перечень элементов.
· Сборочный чертеж блока.
|
|
|
· Сборочный чертеж типового элемента замены (функциональной ячейки).
· Чертеж печатной платы.
· Чертежи деталей.
· Источники, использованные в разработке
· Перечень рекомендуемых стандартов
· Специальная литература, необходимая для разработки
· Перечень сайтов
Разработка и описание схемы электрической структурной.
Исправить позиционные обозначения
Высокочастотный тракт, включающий УРЧ, преобразователь, УПЧ, детектор, собран на микросхеме А1 - К174ХА2. Микросхема включена по почти типовой схеме.
Антенная система подключается к гнездам NGN (заземление) и "А" (антенна). Входной контур L1-C4-C3.1 перестраивается по диапазону при помощи одной из секций переменного конденсатора С3 (С3.1). Связь с симметричным входом УРЧ микросхемы А1 производится при помощи катушки связи L2, которая нужна для согласования низкоомного симметричного входа УРЧ А1 с входным контуром. Дополнительного УРЧ в схеме нет.
Далее, по внутренним цепям микросхемы А1, сигнал РЧ поступает на её преобразователь частоты. В составе микросхемы К174ХА2 имеется гетеродин, он используется по прямому назначению. Частота гетеродина задается контуром L3-C6-C5-C3.2. В процессе настройки гетеродин перестраивается при помощи второй секции переменного конденсатора С3 (С3.2). Этот контур включен в коллекторную цепь одного из транзисторов в составе схемы гетеродина, это вывод 6 А1, катушка L3 включена между этим выводом и плюсом питания. Обратная связь осуществляется через катушку связи L4 и разделительный конденсатор С7. Это нужно иметь в виду, поскольку, если гетеродин не "желает" генерировать, это может объясняться неправильным подключением выводов катушки L4. "Перевернув" её (поменяв местами выводы) можно исправить положение.
На выходе преобразователя включен контур ПЧ C12-L5. С целью согласования этого контура с пьезокерамическим фильтром Z1, контур немного загрублен резистором R4, а так же включен резистор R5 перед пьезофильтром Z1.
С выхода пьезофильтра сигнал ПЧ (455 кГц) поступает на вход усилителя ПЧ (вывод 12). На выходе УПЧ (вывод 7) включен обычный амплитудный детектор на точечном диоде Д9Б. Контур L8-C16 - преддетекторный. На выходе детектора, на С17, выделяются продукты детектирования, а именно, продетектированное напряжение 34, которое через регулятор громкости R10 поступает на УНЧ, и некоторое постоянное напряжение, уровень которого зависит от уровня входного сигнала. Это постоянное напряжение интегрируется цепью R3-C11 и поступает на вход системы АРУ усилителя ПЧ микросхемы А1 (вывод 9). Здесь, на выводе 9, выделяется то контрольное напряжение, которое используется для управления усилением УПЧ. В цепи АРУ УПЧ включен индикатор Р1, который показывает напряжение в системе АРУ, и по его показаниям можно судить о уровне входного сигнала, а именно, о точности настройки на станцию.
|
|
|
В схеме имеется вторая система АРУ, которая управляет усилением УРЧ с симметричным входом. Для этой системы контрольное напряжение снимается с контура ПЧ L5-C12 при помощи катушки связи L6. На транзисторе VT1 выполнен датчик уровня напряжения в этом контуре, с коллектора которого постоянное напряжение поступает на вывод 3 А1 — вход управления усилением УРЧ. Цепь C5-R8 интегрирует переменное напряжение на коллекторе VT1 в постоянное напряжение. В процессе налаживания можно регулировать коэффициент усиления УРЧ подбором базовых резисторов каскада на VT1 (R6 и R7). Можно отказаться от второй цепи АРУ, исключив L6, С13, R6, R7, VT1, оставив только С15 и R8.
Номинальное напряжение питания микросхемы К174ХА2, согласно справочной информации, +5,5 В. В некоторых конструкциях К174ХА2 питается от источника 4... 12 В, но в данной схеме было решено использовать номинальное напряжение. Напряжение 5,5 В создается интегральным стабилизатором А2 на 5 В, в цепи "земляного" вывода которого включен диод VD2, немного повышающий его выходное напряжение.
УНЧ выполнен на микросхеме A3 - К174УН14 по типовой схеме. Схема особенностей не имеет. Коэффициент усиления УНЧ задается цепью ООС — R12-R11-C19. Изменяя соотношение R12 / R11 можно, в случае необходимости, подогнать коэффициент усиления A3.
Источник питания сетевой, хотя, конечно можно организовать и батарейный или от внешнего источника напряжением 7... 15 В, подав его на конденсатор С22. В качестве трансформатора питания Т1 используется готовый трансформатор от сетевого адаптера для питания портативной аппаратуры. Вторичная обмотка используется целиком (12В), а её отводы, которые в адаптере переключаются при помощи движкового переключателя, не используются и на схеме не показаны. Можно использовать любой другой маломощный трансформатор, сетевой, или такой который может быть сетевым (например "ТВК" от старого лампового черно-белого телевизора). Важно напряжение на выходе выпрямителя на диодах VD3-VD6 укладывалось в пределы 7... 15 В.
Лампочки Н1-Н3 от карманного фонаря, на номинальное напряжение 3,5 В, они служат для подсветки шкалы приемника. Можно взять любые другие аналогичные лампочки, можно, на другое напряжение, набрав соответствующее их количество. Однако, лампочки не должны быть на ток более 0,12 А (зачем лишний раз нагружать трансформатор). Можно вообще отказаться от лампочек, они нужны только для подсветки шкалы настройки.
1.3 Выбор и описание элементной базы (электрические, конструктивные, эксплуатационные параметры, варианты установки элементов).
|
|
|
