Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Д 06050210.10.13.09/227

Кафедра САМ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: "Компьютерная электроника"

на тему: "Разработка конструкции блока мультивибратора на транзисторах"

Разработал: ст. гр. КСУ-10

А.С. Красников

Руководитель: В.И. Елисеев

2013

Содержание

Введение

1. Описание объекта

1.1 Назначение блока РЭА

1.2 Климатические условия при использовании блока РЭА

1.3 Описание объекта

2. Общие положения

2.1 Разработка электрической схемы в Altium Desinger

2.2 Разработка печатной платы в Altium Designer

2.3 Разработка сборочного чертежа платы в AutoCad

2.4 Разработка спецификации сборочного чертежа в AutoCad

3. Разработка чертежа детали и сборочных единиц блока в двухмерном черчении при помощи "Компас-3D"

4. Разработка полной конструкции блока в двухмерном черчении при помощи "Компас-3D"

5. Разработка блока в трехмерном пространстве с помощью "Компас-3D"

Вывод

Список используемой литературы

Введение

Под конструкцией радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) понимается совокупность элементов и деталей с различными физическими свойствами и формами, находящихся в определенной пространственной, механической и электромагнитной взаимосвязи, которая определяется электрическими схемами и конструкторской документацией и обеспечивает выполнение аппаратурой определенных функций в условиях воздействия на нее различных факторов: эксплуатационных, производственных, человеческих.

Производство РЭА представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов, посредством которых из сырьевых ресурсов и изделий электронной техники человеком создаются необходимые продукты, предназначенные для использования в сфере потребления или производства. Развитие современного производства характеризуется непрерывным процессом обновления материально-технической базы и технологии производства, усложнением цикла подготовки производства, комплексной механизацией и автоматизацией производственных процессов.

Технология производства, или технологический процесс, это часть производственного процесса - определенных действий, направленных на изменение свойств объекта производства в соответствии с технологической документацией и достижение им состояния, соответствующего технической (конструкторской) документации.

Конструирование и технология производства являются частями сложного процесса разработки РЭА и не могут выполняться в отдельности, без учета взаимосвязей между собой и с другими этапами разработки, и определяют в конечном итоге общие потребительские свойства изделий.

Рабочие функции РЭА характеризуется набором параметров, номинальные значения которых задаются техническим заданием (ТЗ) на разработку изделия. Реализация этих параметров в эксплуатации зависит как от общего комплекса дестабилизирующих факторов условий эксплуатации (климатических, механических и пр.), так и от качества разработки и технологии производства. Учет этих факторов требует от разработчика РЭА знаний по всем вопросам конструкторско-технологического проектирования.

Развитие информационных технологий и применение их при проектировании изделий дает возможность разработчику РЭА использовать принципиально новые инструменты и подходы для сокращения сроков разработки, улучшения технических и снижения экономических показателей создаваемой РЭА.

Цель работы: разработка конструкции блока РЭА "Мультивибратор на транзисторах".

Целью курсового проекта является разработка электрической схемы "Мультивибратор на транзисторах", печатной платы, сборочного чертежа печатной платы, а также конструкции блока с печатной платой в двухмерном моделировании с помощью "КОМПАС-3D".

Объект исследования: мультивибратор на транзисторах.

Мультивибратор на транзисторах, Компас, сборочный чертеж корпуса печатной платы, ГОСТ.

Пояснительная записка: 36 страниц, 7 источников.

Д 050201.5.12.09/227.КП

1. Описание объекта

1.1 Назначение блока РЭА

В данной курсовой работе рассматривается мультивибратор - релаксационный генератор сигналов электрических прямоугольных колебаний с короткими фронтами. В спектре колебаний мультивибратора присутствует множество гармоник - в отличие от генератора синусоидальных колебаний ("моновибратора").

Мультивибратор является одним из самых распространённых генераторов импульсов прямоугольной формы, представляющий собой двухкаскадный резистивный усилитель с глубокой положительной обратной связью. В электронной технике используются самые различные варианты схем мультивибраторов, которые различаются между собой по типу используемых элементов (ламповые, транзисторные, тиристорные, микроэлектронные и так далее), режиму работы (автоколебательный, ждущие синхронизации), видам связи между усилительными элементами, способам регулировки длительности и частоты генерируемых импульсов и так далее.

Приведенная схема мультивибратора на двух транзисторах сейчас почти не применяется, так как имеет плохие частотные свойства и не очень крутые фронты, что ограничивает частоту его генерации до единиц МГц. На более высоких частотах оба транзистора запираются и для восстановления работы устройство надо перезапускать, что во многих случаях неприемлемо. Следовательно, переносная РЭА, предназначенная для работы на поверхности земли, должна иметь в конструкции защитные корпуса с уплотнением и элементную базу, обеспечивающую нормальную работу при воздействии климатических факторов.

1.2 Климатические условия при использовании блока РЭА

При создании блока радиоэлектронной аппаратуры в обязательном порядке необходимо учитывать климатические условия и факторы воздействия при эксплуатации.

Основные климатические факторы (описаны в ГОСТ 15150-69):

- солнечная радиация. Колебания солнечной радиации приводит к изменению температуры. Если повышение температуры происходит менее чем на 3 градуса, то считается, что воздействие солнечной радиации отсутствует.

- температура. Различают:

- эффективную температуру внешней среды;

- температуру для расчётов изделий;

- среднюю температуру за многолетний период;

- температуру внешней среды при эксплуатации.

- влажность, движение воздушных масс, наличие примесей. Воздействие влаги на металлы и изоляционный материал имеют разную природу, но один и тот же результат - разрушение исходной структуры материала (в металле за счёт коррозии, а в изоляционных материалах за счёт влагопоглощения). Влага является причиной и различных побочных явлений, увеличивающих дестабилизирующее влияние пыли и биологических факторов. Максимальная опасность исходит не от крупных частиц пыли и песка (у них меньше острых граней), а от мелких, взвешенных в атмосфере с величиной зерна 1-40 мкм.

- образование снега, тумана, инея. Возникают вследствие охлаждения ниже точки росы. Капельки малых размеров - туман - висят в воздухе при охлаждении поверхности земли охлаждаются и образуют росу. Если Т"Т росы, то образуется снег, град или иней.

- плесневые грибки. Способны разлагать высокомолекулярные естественные (древесина) и искусственные (пластмасса) соединения и нарушать работу РЭА. Основное условие образования - высокая влажность (80-100 %), наличие питательной среды и малая освещённость. Изоляционные материалы на основе целлюлозы при воздействии плесневых грибков ухудшают свои механические и электрические параметры и могут разрушаться.

1.3 Описание объекта

Мультивибратор на транзисторах состоит из двух транзисторных ключей, охваченных перекрестной ОС, но через. мультивибратор имеет два временно устойчивых /квазиустойчивых/ состояния. В первом: V1 открыт и насыщен, а V2 закрыт и в режиме отсечки. Во втором: V2 открыт и насыщен, а V1 закрыт и в режиме отсечки. Переход мультивибратора из одного состояния в другое происходит через определенное время, определяемое процессами перезарядки базовых емкостей. Открытое и насыщенное состояние одного из транзисторов обеспечивается подключением базы к +ЕП через R1 и R4.

2. Общие положения

2.1 Разработка электрической схемы в Altium Desinger

Представлена электрическая принципиальная схема мультивибратора на транзисторах.

Электрическая схема - это документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи.

Электрические схемы являются разновидностью схем изделия и обозначаются в шифре основной надписи буквой Э.

Правила выполнения всех типов электрических схем установлены ГОСТ 2.702-75, при выполнении схем цифровой вычислительной техники руководствуются ГОСТ 2.708-81.

Электрическая принципиальная схема определяет полный состав элементов и связи между ними и дает детальное представление о принципах работы изделия. На принципиальной схеме изображают все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления в изделии заданных электрических процессов, все связи между ними.

2.2 Разработка печатной платы в Altium Designer

Лист 13 - чертеж печатной платы, разработанный в Altium Desinger.

Печатная плата - пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов или соединения отдельных электронных узлов. Электронные компоненты на печатной плате соединены своими выводами с элементами проводящего рисунка, обычно пайкой, в результате чего собирается электронный модуль.

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки для монтажа выводных или планарных компонентов. Кроме того, в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения участков фольги, расположенных на разных слоях платы. С внешних сторон на плату обычно нанесены защитное покрытие ("паяльная маска") и маркировка (вспомогательный рисунок и текст согласно конструкторской документации).

Изготовление ПП возможно аддитивным или субтрактивным методом. В аддитивном методе проводящий рисунок формируется на нефольгированном материале путём химического омеднения через предварительно нанесённую на материал защитную маску. В субтрактивном методе проводящий рисунок формируется на фольгированном материале, путём удаления ненужных участков фольги. В современной промышленности применяется исключительно субтрактивный метод.

Рис. Печатная плата: а) установку элементов проводить по ГОСТ 29137-91, б) пайку элементов проводить ПОС-61 ГОСТ 29137-79, в) плату покрыть защитной маской, г) остальные ТТ по ОСТ 4ГО.070.014

Весь процесс изготовления печатных плат можно разделить на четыре этапа:

· изготовление заготовки (фольгированного материала);

· обработка заготовки с целью получения нужных электрического и механического вида;

· монтаж компонентов;

· тестирование.

Часто под изготовлением печатных плат понимают только обработку заготовки (фольгированного материала). Типовой процесс обработки фольгированного материала состоит из нескольких этапов: сверловка переходных отверстий, получение рисунка проводников путем удаления излишков медной фольги, металлизация отверстий, нанесение защитных покрытий и лужение, нанесение маркировки.

Для многослойных печатных плат добавляется прессование конечной платы из нескольких заготовок.

2.3 Разработка сборочного чертежа платы в AutoCad

Лист 3 - сборочный чертеж печатной платы, разработанный в AutoСad. Сборочный чертеж - вид конструкторской документации, документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки и контроля. Требования к выполнению сборочных чертежей установлены в ГОСТ 2.109 (ЕСКД. Основные требования к чертежам). схема плата радиоэлектронная мультивибратор

Сборочный чертеж - графический документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки (изготовления) и контроля.

Сборочный чертеж выполняется на стадии разработки рабочей документации на основании чертежа общего вида изделия. На основании ГОСТ 2.109-73 сборочный чертеж содержит:

· изображение сборочной единицы, дающие представление о расположении и взаимосвязи составных частей, соединяемых по данному чертежу и обеспечивающих возможность осуществления сборки и контроля сборочной единицы;

· размеры и другие параметры и требования, которые должны быть выполнены и проконтролированы по данному чертежу;

· указания о характере сопряжения разъемных частей изделия, а также указания о способе соединения неразъемных соединений, например, сварных, паяных и др.;

· основные характеристики изделия;

· размеры габаритные, установочные, присоединительные, а также необходимые справочные размеры.

Количество изображении на сборочном чертеже зависит от сложности конструкции изделия.

2.4 Разработка спецификации сборочного чертежа в AutoCad

Для сборочных единиц основным конструкторским документом является спецификация. Она определяет состав сборочной единицы, комплекса или комплекта и является главным документом для изготовления, комплектования конструкторских документов и планирования запуска в производство указанных изделий.

Для определения состава сборочной единицы на отдельных листах формата А 4 выполняется спецификация. Форма и порядок заполнения спецификации установлены ГОСТ 2.108-68.

Заглавный (первый) лист спецификации имеет основную надпись (ГОСТ 2.104-68) по форме "2", а последующие листы - по форме "2а".

Спецификация состоит из разделов, которые располагаются в следующей последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты.

Наличие тех или иных разделов определяется составом специфицируемого изделия. Наименование каждого раздела указывают в виде заголовка в графе "Наименование" и подчеркивают.

3. Разработка чертежа детали и сборочных единиц блока в двухмерном черчении при помощи "Компас-3D"

Программный пакет КОМПАС-3D обладает очень мощным чертежно-графическим редактором КОМПАС-График, представляющих различные решения для двухмерного проектирования. КОМПАС-График полностью поддерживает стандарты ЕСКД на оформление конструкторской документации и поддержку международного стандарта ISO. Работа в КОМПАС-График реализована через два типа документов: КОМПАС-Фрагмент и КОМПАС-Чертеж. КОМПАС-Чертеж - это электронный аналог обычного конструкторского чертежа, обеспечивающий удобную работу с видами, редактирование и оформление чертежей. КОМПАС-Фрагмент используется лишь как вспомогательный документ, позволяя сохранять отдельно от чертежа различные его части, в зависимости от определенных требований.

Чертеж - это графическое изображение какого-либо объекта (изделия, механизма, здания), выполненное и оформленное согласно определенным правилам. Для чертежа главное не сама картинка, а точное воспроизведение размеров (с учетом масштаба) изображаемого объекта. На чертеже объект представлен в нескольких видах, содержащих ортогональные проекции объекта.

Спецификация определяет состав сборочной единицы и выполняется по ГОСТ 2.108-68.

Каждый лист спецификации разделен на следующий графы: формат, зона, позиция, обозначение, наименование, количество, примечание.

На каждом листе спецификации внизу помещают основную надпись (в соответствии с ГОСТ 2.104-2006).

В спецификацию вносят по разделам составные части изделия, а также конструкторские документы, относящиеся к этому изделию. Наличие разделов в спецификации определяется составом изделия. Разделы располагаются в следующем порядке: документация; комплексы; сборочные единицы; детали; стандартные изделия; прочие изделия; материалы; комплекты.

В раздел "Документация" вносят документы, составляющие основной комплект конструкторских документов специфицируемого изделия. Документы записывают в последовательности, указанной в ГОСТ 2.102-68, например, сборочный чертеж, чертеж общего вида, монтажный чертеж, схема, пояснительная записка и т.п.

В разделе "Стандартные изделия" записывают изделия, форму и размеры которых устанавливают ГОСТы.

В раздел "Прочие изделия" вносят изделия, условия, изготовления которых не оговорены основными конструкторскими документами.

В раздел "Материалы" вносят все материалы, непосредственно входящие в специфицируемое изделие, записывая их в следующей последовательности: черные металлы, цветные металлы, пластмассы, бумажные и текстильные материалы, резиновые и кожевенные материалы и т.д.

В раздел "Комплекты" вносят ведомость эксплуатационных документов и применяемые по конструкторским документам комплекты, которые непосредственно входят в специфицируемое изделие, и записывают в следующей последовательности: ведомость эксплуатационных документов; комплекты: монтажных частей, сменных частей, запасных частей, инструмента и принадлежностей, укладок, тары и др.

После каждого раздела оставляют несколько свободных строк для дополнительных записей.



4. Разработка полной конструкции блока в двухмерном черчении при помощи "Компас-3D"

Сборочный чертеж - графический документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки (изготовления) и контроля.

Сборочный чертеж выполняется на стадии разработки рабочей документации на основании чертежа общего вида изделия. На основании ГОСТ 2.109-73 сборочный чертеж содержит:

- изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимосвязи составных частей, соединяемых по данному чертежу и обеспечивающих возможность осуществления сборки и контроля сборочной единицы;

- размеры и другие параметры и требования, которые должны быть выполнены и проконтролированы по данному чертежу;

- указания о характере сопряжения разъемных частей изделия, а также указания о способе соединения неразъемных соединений, например сварных, паяных и др.;

- номер позиций составных частей, входящих в изделие;

- основные характеристики изделия;

- размеры габаритные, установочные, присоединительные, а также необходимые справочные размеры.

Количество изображений на сборочном чертеже зависит от сложности конструкций изделия.



5. Разработка блока в трехмерном пространстве с помощью "Компас-3D"

Соединение в единый блок в реальном времени буду осуществлять с помощью точечной сварки, кромка под сварку 4 мм.

Точечная контактная сварка - сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно в нескольких точках. Прочность соединения определяется размером и структурой сварной точки, которые зависят от формы и размеров контактной поверхности электродов, силы сварочного тока, времени его протекания через заготовки, усилия сжатия и состояния поверхностей свариваемых деталей. С помощью точечной сварки можно создавать до 600 соединений за 1 минуту ^[1]. Применяется для соединения тончайших деталей (до 0,02 мкм) электронных приборов, для сварки стальных конструкций из листов толщиной до 20 мм в автомобиле-, самолёто- и судостроении, в сельскохозяйственном машиностроении и других отраслях промышленности.



Вывод

В данном курсовом проекте был реализован и описан процесс "Разработка блока радиоэлектронной аппаратуры" в среде "КОМПАС-3D v13". В ходе выполнения проекта были выполнены действия по: разработке блока согласно ГОСТам, выбора оптимального варианта изготовления деталей, выбор материала детали, составление чертежей, спецификаций, сборок и 3D моделей.

Данный проект несет в себе учебную цель, для отработки навыков работы с технической документацией и чертежами, а также разработки навыков работы в среде "КОМПАС-3D v13".

Список используемой литературы

1. Большаков В.А. КОМПАС-3D для студентов и школьников. - П.: БХВ - Петербург, 2010. - 304 с.

2. Герасимов А.А. КОМПАС-3D V12. - П.: БХВ - Петербург, 2011. - 464 с.

3. Королев А.Л. Компьютерное моделирование. - М.: Бинам, 2011. - 296 с.

4. Суворов С.Г., Суворова Н.С. Машиностроительное черчение в вопросах и ответах: Справочник. - М.: Машиностроение, 1985. - 352 с.

5. Натапов Б.С. Термическая обработка металлов: Учеб пособие для вузов. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1980. - 288 с.

6. А.Г. Косилова, Справочник технолога-машиностроителя.

7. Интернет [Электронный ресурс]/ А.Г. Косилова, Р.К. Мещерякова, Л.Н. Бабанин. - Режим доступа: http://vortex.pp.net.ua/load/5. - Загл. с экрана.

8. Разъемы для печатных плат Интернет [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www.trimmer.ru/index.php?target=13. - Загл. с экрана.

9. Методические указания для лабораторных работ по дисциплинам: "Компьютерная электроника", "Цифровые системы" в системе автоматизированного проектирования КОМПАС-3D v10, ч.1 (Для студентов специальностей: "Системы управления и автоматика", шифр специальности 6.091400;) /Елисеев В.И. - Донецк: ГУИИИ, 2011. - 231 с.

Размещено на Allbest.ru

...