Радиостанция индивидуального пользования с квазидуплексным режимом работы

Разрабатываемые платы рекомендуется выполнять прямоугольной формы. /11/.

На основании выше изложенного выберем для изготовления печатной платы химический метод, поскольку он, является самым дешевым способом изготовления и позволяет обеспечить возможность изготовления односторонней печатной платы и высокую надежность пайки навесных элементов.

В качестве материала печатной платы выберем фольгированный гетинакс ГФ-1-35-1.5, этот выбор обусловлен необходимостью изготовления односторонней печатной платы. Применение стеклотекстолита не оправдано, так как плата не подвергается большим механическим нагрузкам. Кроме того, стеклотекстолит дороже гетинакса.

Разрабатываемую печатную плату следует отнести ко второму классу плотности проводящего рисунка, этого будет достаточно для обеспечения связей между элементами на плате.

Произведем расчет печатного монтажа в следующем порядке:

Выберем класс точности печатной платы в соответствии с ГОСТ 23751-79, который устанавливает классы точности печатных плат и гибких печатных кабелей в соответствии со значениями основных параметров и предельных отклонений элементов конструкций (оснований печатных плат, проводников, контактных площадок, отверстий).

Область применения классов точности по ГОСТ 23751-79:

1, 2 - для печатных плат с дискретным ИЭТ при малой и средней насыщенности поверхности печатной платы навесными элементами;

3 - для печатных плат с микросборками и микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, а также с безвыводными ИЭТ при средней и высокой насыщенности поверхности печатной платы навесными элементами;

4 - для печатных плат с микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, а также с безвыводными ИЭТ при высокой насыщенности поверхности печатной платы /13/.

Исходя из вышеизложенного, выберем для разрабатываемой печатной платы второй класс точности.

Определим габаритные размеры платы:

S_R=S_R1+S_R2+...+S_R22=7*2*20+2*25*5=530мм²;

S_DА=S_DА1+S_DА2+S_DА3=8*20*2+30*8=560мм²;

S_VD=S_VD1+S_VD2=10*3*2=60мм²;

S_C=S_C1+S_C2+...+S_C28=3*12,5+23*10*2+2*20=537,5мм²;

S_VT=S_VT1+S_VT2+S_VT3+S_VT4=9*3*2+7*3*2=96мм²;

S_ZQ=S_ZQ1+S_ZQ2+S_ZQ3=10*4*3=120мм²;

S_L=S_L1+S_L2+...+S_L12=3*8*8+11*11*7=1039мм²;

S_ХР1=33*5=165мм²;

S_XW=S_XW1+S_XW2=2*15*5=150мм²;

S=S_R+S_DА+S_VD+S_C+S_VT+S_ZQ+S_L+S_ХР1+S_XW=3257,5мм².

Коэффициент заполнения печатной платы К_S=0.6, тогда площадь печатной платы вычисляется по формуле:

(87)

S_П=5836/0.6=5429,1мм².

Плату следует выбрать прямоугольной формы с размерами по

ГОСТ 10317-79 и равными 65х90мм. Площадь платы 5850мм².

3. Определим минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

, (88)

где - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках (определяется из анализа электрической схемы), А;

- допустимая плотность тока, выбирается в зависимости от метода изготовления, А/мм²;

h_ф - толщина фольги, мм.

При анализе работы схемы установлено, что =360 мА. В соответствии с /11/ при изготовлении печатной платы химическом методом и толщине фольги равной 35 мкм допустимая плотность тока 15 А/мм². Подставив эти значения в (88), получим:

=0.685 мм.

4. Определим минимальную ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нём:

, (89)

где - удельное объёмное сопротивление, Ом*мм²/м;

- длина проводника, м;

U_доп - допустимое падение напряжения, определяется из анализа электрической схемы (оно не должно превышать 5% от питающего напряжения микросхем и не более запаса помехоустойчивости микросхем).

В соответствии с /13/: =0.0175 Ом*мм²/м. Исходя из размеров печатной платы, примем максимальную длину проводника равной 0.11 м. Получим:

=0.079 мм

5. Определим номинальное значение диаметров монтажных отверстий d:

d=d_э+|d_н.о.|+r, (90)

где dэ - максимальный диаметр вывода устанавливаемого элемента, мм;

d_н.о.- нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия (выбираем согласно /11/ d_н.о.=0,1 мм);

r - разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода элемента (её выбирают в пределах 0.1…0.4 мм).

Рассчитанные значения d сводят к предпочтительному ряду отверстий: 0.7, 0.9, 1.1, 1.3, 1.5 мм.

Для всех ИМС, конденсаторов, резисторов, диодов d_Э=0,5 мм. Для разъема, транзисторов, катушек индуктивности промежуточной частоты d_Э=0,9 мм. Для кварцевых резонаторов, построечных конденсаторов d_Э=1,1 мм. Подставив значения в формулу (90) и выбрав r=0,1 мм получим, что для ИМС, конденсаторов, резисторов, диодов d=0,7 мм. Для разъема, транзисторов, катушек индуктивности d=1,1 мм. Для кварцевых резонаторов, построечных конденсаторов d=1,3 мм.

6. Номинальное значение ширины проводника t в мм рассчитывается по формуле:

t=t_М.Д.+t_Н.О (91)

где t_М.Д. - минимально допустимая ширина проводника, мм;

t_Н.О. - нижнее предельное отклонение ширины проводника, мм.

Из /11/ для печатных плат второго класса точности t_Н.О.=0. Подставив t_М.Д.=0,7 мм, получим ширину проводника t=0,7 мм.

6. Рассчитаем диаметр контактных площадок. Минимальный диаметр, в мм, контактных площадок:

Д_min=(d+d_В.О)+2b+t_В.О+2dм.р+ (92)

где dВ.О - верхнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия, мм;

b - гарантированная ширина контактной площадки, мм;

t_В.О - верхнее предельное отклонение диаметра отверстий, мм;

d_М.Р - глубина поддравливания диэлектрика для МПП;

p и d - допуски на расположение отверстий в контактных площадках.

Подставив в формулу значения из /11/ d_В.О=0,1 мм, b=0,3 мм, t_В.О=0 мм, p=0,25 мм и d=0,15 мм получим : Д_min=1,7 мм для отверстий d=0,7 мм, Д_min=2,1 мм для отверстий d=1,1 мм и Д_min=2,3 мм для отверстий d=1,3 мм.

7. Определим минимальное расстояние между двумя элементами проводящего рисунка. Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

S=S_М.Д+t_В.О (93)

где SМ.Д - минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка, мм. При втором классе точности SМ.Д=0,45. Подставив в (93) значения получим S=0,45 мм.

При сборке печатной платы следует руководствоваться следующими соображениями. В условиях поточной линии, удобно для уменьшения количества персонала поручить (по возможности) каждому участнику процесса сборки выполнять установку однотипных элементов, например: первый рабочий - установка всех перемычек, второй рабочий - всех резисторов, третий - всех конденсаторов и т.д..

Однако при этом крупные детали следует устанавливать в последнюю очередь. Это обусловлено тем, что при установке их на плату в числе первых, они могут создать неудобства при установке рядом с ними более мелких элементов.

Заключение

В результате проделанной работы было разработано дуплексное приемо-передающее устройство десятиметрового диапазона. В радиостанции установлены широко доступные отечественные радиодетали, и относительно дешевые импортные радиодетали - интегральная микросхема приемника и арсенид-галиевый антенный ключ.

Радиостанция имеет питание от аккумуляторной батареи номинальным напряжением 7,5 В и емкостью 2 Ампер-часа, составленной из двенадцати аккумуляторов типа элементов 316.

Список использованных источников

Тихонов В.И. Авиационные радиосвязные устройства. -- М.: ВВИА Н.Е. Жуковского, 1986.

Краснов Ю. Радиостации комплекса “Лен” // Радиолюбитель 1996. - №9. С. 30-32.

Поляков В.Т. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. -- М.: Патриот, 1990.

Миль Гюнтер. Электронное дистанционное управление моделями. - М.: ДОСААФ СССР 1980.

Электронные компоненты фирмы “Моторола”/ Компакт диск - М. 1998.

Приборы пьезоэлектрические и фильтры пьезомеханические: Сборник справочных листов. - М.: ВНИИ “Электростандарт”, 1992.

Попов П. А. Расчет частотных электрических фильтров. - М.: Энергия, 1966.

Технико-экономические расчёты при дипломном проектировании: Учебное пособие/ В.П. Гольянов, В.А. Глазунов, В.П. Глухов. - Самара: САИ, 1992.-208с.

Швецов Ю.Ф. Технико-экономическое обоснование разработки новой радиоэлектронной аппаратуры: Методические указания. - Самара.: СГАУ, 1996.-52с.

Безопасность жизнедеятельности/ Под ред. С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1999. - 444 с.

Пахомов В.В., Самойлова Т.Н. Конструирование функциональных узлов с печатным монтажом. - Куйбышев: КуАИ, 1981. - 44с.

Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справочное пособие/ Под ред. Э.Т. Романычевой. - М.: Радио и связь, 1989. - 256 с.

Парфёнов Е.М. Проектирование конструкций РЭА. - М.: Радио и связь, 1989. - 271 с.

Радиостанции комплекса ''Гранит-М''/ В.М. Кузьмин, Ю.Н. Каниболоцкий, Л.Я. Кривцов и др. - М.: Радио и связь, 1982. - 116 с.

Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник/ В.Л. Аронов, А.В. Баюков, А.А. Зайцев и др. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 904 с.

Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник/ Р.В. Данилов, С.А. Ельцова, Ю.П. Иванов и др. - М.: Радио и связь, 1987. - 384 с.

Интегральные микросхемы: Справочник/ Б.В. Тарабрин, Л.Ф. Лунин, Ю.Н. Смирнов и др. - М.: Радио и связь, 1983. - 528 с.

Никулин Н.В. Справочник молодого электрика по электротехническим материалам и изделиям. - М.: Высшая школа, 1982. - 216 с.

Приложение

1. Тексты программ на языке PSPICE для расчета электрических цепей приемника

1.1 Программа расчета трансформатора сопротивлений с 50 Ом на 450 Ом

Transformator

I 0 1 AC 1

L1 1 0 0.2947u

L2 2 0 0.6434u

C 1 2 46p

R 2 0 450

AC LIN 1000 1E6 50E6

Probe

End

1.2 Программа расчета эвена фильтра высокой частоты

FHF zveno

I 0 1 AC 1

L1 1 0 2.372u

L2 2 0 2.372u

C 1 2 13.1p

R 2 0 450

AC LIN 1000 1E6 50E6

probe

end

1.3 Программа расчета полосового фильтра селективно электронного реле

SER

param c=1n

V 1 0 AC 1

R 1 2 500E3

L1 2 4 114E-3

L2 3 5 114E-3

Rp1 4 0 5

Rp2 5 0 5

C1 2 0 220n

C2 3 0 220n

C 2 3 {c}

Rn 3 0 50E3

STEP PARAM C 1n 6n 1n

AC LIN 1000 900 1100

Probe

End

Размещено на Allbest.ru