Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника

Проектирование и монтаж миниатюрного радиоприемника

27

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу: “Основы проектирования РЭС”

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных и разработка технических требований к конструкции

2. Выбор типов электрорадиоэлементов.

3. Обоснование конструкции.

4. Выбор способа монтажа

5. 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

6.2 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 = -20C +40C; влажность 50 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.

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.

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);

Рис. 1

Определим суммарный объем ФУ РЭС (площадь):

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

- установочный объем (площади) i-го элемента;

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

коэффициент использования площади платы (0,33…1);

полная масса изделия;

обобщенный коэффициент объемной массы изделия (1,2…3);

объемная масса РЭС (0,4…1,6), г/см3.

В таблице 7.1 приведены массогабаритные показатели элементов приёмника.

Таблица 7.1

Страницы: 1, 2