Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Конструирование модуля цифрового устройства

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 19.05.13. Год: 2012. Страниц: 32. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Нижегородский Государственный Технический Университет 
 
 
 
 

Кафедра: «Вычислительные системы и технологии»

 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

по дисциплине

«Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ» 

Конструирование модуля цифрового устройства 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

Колобянин А.М.

группа 07-В-2

                                                                                                                           Проверил:

                                                                            Макаров Н. Н. 
 
 
 
 
 
 
 

Нижний  Новгород

2010 г.

Содержание

 

1. Техническое задание 

1. Введение 

    Настоящее  техническое задание распространяется  на разработку синтезатора частоты  на диапазон 144 МГц, предназначенного  для реализации связи на УКВ  с применением наиболее помехоустойчивой  частотной модуляции,  и используемого  в составе генераторного оборудования приемопередающих устройств систем связи, радиолокации и измерительной техники в качестве источника стабильных по частоте  колебаний. 

2. Основание для  разработки 

    Изделие  разрабатывается в соответствии  с учебным планом специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», утвержденным учебно-методической комиссией.

    Разработка  производится по теме «Конструирование модуля цифрового устройства». 

3. Источник разработки 

    Существует множество аналогов данного устройства. Основной недостаток данных аналогов – дорогостоящая и редкая элементная база. При разработке нашего изделия главное внимание будем уделять повторяемости конструкции и доступности деталей. Так, предлагаемый вариант не требует применения дефицитных высокочастотных цифровых схем. 

4. Технические требования 

Состав  изделия 

    Изделие представляет собой одноплатную конструкцию на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Для связи с другими модулями и подвода к схеме питающего напряжения используется разъем СНО51-10. Изделие размещается в конструкции более высокого уровня. 

Технические параметры 

  1. выходная  частота синтезатора в режиме передачи 144-146 МГц
  2. выходная частота синтезатора в режиме приема 133.3-135.3 МГц (для Fпч 10.7МГц)
  3. шаг сетки 5.0 кГц 10 кГц 12.5 кГц 25 кГц
  4. частоты поддержки (открывания) репитера 79.7 Гц 82.5 Гц 85.4 Гц 88.5 Гц 91.5 Гц 94.8 Гц 97.4 Гц 100 Гц 103.5 Гц 1750 Гц и OFF выкл.)
  5. разнос частоты прием-передача для репитера – 600 кГц
  6. напряжение питания синтезатора составляет 12 В
  7. ток потребления не более 30 мА
  8. уровень высокочастотного сигнала на выходе синтезатора на нагрузке 50 Ом составляет не менее 0.1 В.
 

Требования  к надежности 

    Изделие  должно обеспечивать безотказную  работу в течение 24 ч. с вероятностью не меньше 0,99; наработку на отказ не менее 10000 ч.; иметь средний срок службы не менее 5 лет. 

Требования  по стандартизации и  унификации 

   Изделие  должно иметь значение коэффициента  унификации и стандартизации  не менее 80%. 

Конструктивные  требования 

    Данное изделие используется в конструкциях более высокого уровня.  

Условия эксплуатации 

   Согласно  варианту разработки (Вариант 27), изделие может эксплуатироваться  на открытом воздухе при сухом  и влажном тропическом климате  (Т). Изделие является портативным, работающим или неработающим на ходу.

   Тип  производства – массовое производство. 

Требования  безопасности 

   Изделие  должно отвечать требованиям  электрической безопасности.  

Требования  к упаковке, маркировке, транспортировке  и хранению 

    Изделие транспортируется любым видом транспорта, может функционировать на ходу. Необходимо обеспечить защиту устройства от механических воздействий. 

Требования  к патентной чистоте 

    Изделие  разрабатывается для эксплуатации  в пределах РФ. Патентная чистота должна выполняться для территории РФ. 

5. Стадия разработки

 

    Изделие  находится в стадии разработки  технической документации (О). 

6. Исполнители 

Студент группы 07-В-2 Колобянин Алексей Михайлович. 

7. Сроки выполнения  по этапам

 

1.  Разработка технического задания — 4-я неделя семестра;

2.  Выполнение схемы электрической и перечня элементов — 6 неделя семестра;

3.  Выполнение чертежа печатной платы, сборочного чертежа и спецификации — 8 неделя семестра;

4.  Выполнение пояснительной записки — 12 неделя семестра;

5.  Защита курсового проекта — 13-14 недели семестра. 
 

2. Анализ технического задания

2.1. Анализ назначения  и объекта установки

   Синтезатор частот — устройство для генерации электрических гармонических колебаний с помощью линейных повторений (умножением, суммированием, разностью) на основе одного или нескольких опорных генераторов. Данное изделие служит источником стабильных (по частоте) колебаний и используется в конструкциях более высокого уровня, таких как радиоприемники, радиопередатчики, частотомеры, и других устройствах, в которых требуется настройка на разные частоты и требуется высокая стабильность выбранной частоты. Это устройство обеспечивает высокую точность и стабильность, поэтому часто используется в разных отраслях промышленности.

   Данное изделие относится к портативным устройствам, поэтому должна быть обеспечена стабильная работа на ходу. Отсюда следует, что изделие должно быть защищено от различных механических воздействий.

2.2. Анализ условий  эксплуатации

   В соответствии с заданной климатической зоной и категорией изделия (ГОСТ 15150-69) определяем климатические факторы, воздействующие на изделие.

1. Температура

Климатическое исполнение категория Рабочая температура Предельная  температура
верхняя нижняя верхняя нижняя
Т 1 +45 -10 +55 -10

2. Влажность

Климатическое исполнение категория Относительная влажность
Среднее значение Верхнее значение
Т 1 90% при 27 градусах  С 100% при 35 градусах  С

3. Воздействие

Воздействие Исполнение  и категория параметр
Интенсивность дождя Т, категория 1 5 мм\мин.
Иней, роса -  
Выпадение капель -  
Снег, снежная пыль -  
Ветер Т, категория 1 Скорость до 50 м/с
Пыль -  
Соляной туман -  
Плесневелые грибки Т, категория 1  

4. Механические  воздействия определяются объектом  размещения.

Воздействующий  фактор Параметры Группа 6
Вибрация  на одной частоте Частота, Гц. 20
Ускорение 2g
Время выдержки, час. 0,5
Вибрация  в диапазоне частот Частота, Гц. 10—70
Ускорение 0,8—3,8g
Время выдержки, час. 12
Одиночные удары Длительность, мс. 5—10
Число ударов в 1 мин 40—80
Ускорение 10g
Общее число ударов 60
Многократные  удары Длительность.мс. 5—10
Число ударов в 1 мин 40—80
Ускорение 10g
Общее число ударов 6000
Падение Высота, мм 750

 

   Путем анализа условий эксплуатации устанавливают группу жесткости для печатной платы по климатическим воздействиям. Согласно ГОСТ 23752-79 для печатных плат устанавливают одну из 4 групп жесткости. Группа жесткости определяется по таблице: 

Воздействующий  фактор Группа  жесткости печатной платы
1 2 3 4
Верхнее значение температуры, градусы Цельсия 55 85 100 120
Нижнее  значение температуры, градусы Цельсия -25 -40 -60 -60
Относительная влажность, в % 75 98 98 100

 

   Для определения группы жесткости печатной платы проанализируем условия, в которых будет находиться устройство. Наше изделие входит в состав конструкции более высокого уровня, поэтому температура внутри корпуса будет  выше, чем температура окружающей среды, так как в процессе работы изделия выделяется тепло. Примем температуру перегрева внутри корпуса равной 20 градусам Цельсия.

   С учетом того, что на устройство могут влиять достаточно высокие перепады температур от -10 до +55 градусов Цельсия, а также очень высокая влажность воздуха (до 100% при 35 градусах С), определим печатную плату к 4 классу прочности. 

Проанализировав условия эксплуатации, выделим факторы, влияющие на конструкцию:

  • Интервал рабочих температур – от -10 до +45 °С
  • Интервал предельных температур – от -10 до +55 °С
  • Влажность воздуха – до 100% при 35  °С
  • Влияние дождя, ветра и плесневелых грибков
  • Влияние механических воздействий
 

Исходя  из тяжелых воздействующих на конструкцию факторов, определим приоритеты при конструировании: 

-устойчивость  к внешним воздействиям: пыли, туману, перепадам температуры, влажности и пр.

-механическая  прочность, вибропрочность, вибростойкость,

-себестоимость.

2.3. Анализ электрической  принципиальной схемы

   Разрабатываемая схема является цифровой, возможности самовозбуждения отсутствуют, нет критичности к длине связей, теплонагруженных элементов нет. Критических требований к длине связи нет. Среди цепей следует выделить цепи «земля» и «питание», для которых будут созданы классы цепей (Net Class) с именем PWR и GND. 

   Определим электрические параметры схемы, которые необходимы  при расчете элементов печатного монтажа: 

  • Источник  питания: маломощный стабилизированный источник 12В.
  • Рассеиваемая мощность: 0,36Вт
  • Максимально допустимый ток в статике 30 мА
  • Максимально допустимый ток в динамике 300 мА
  • Максимальное напряжение в схеме: 12В
  • Максимально допустимое падение напряжения В
  • Сопротивление изоляции: 20 МОм

2.4. Анализ элементной  базы

Тип компонента Символ на ЭЗ Конструкция, тип  корпуса Посадочное  место
1 Резистор 

МЛТ-0,25

 

D=3  , L=7 , d=0,6 мм

2 Переменный  резистор СП3-19А

d=0,5 мм

3 Конденсатор

КМ-6

W=12, L=12, T=6 , A=7,5, d=0,5 мм

4 Конденсатор электролити-ческий

К50-6

D=5, L=11, d=0,5 мм

Для С13,С26 L=12 мм

5 Диод 

КД503-А

d=0,5 мм

6 Стабилитрон КС182Ж

d=0,5 мм

7 Варикап КВ109В

d=0,8 мм

8 Транзистор  КТ342Б

d=0,5 мм

9 Транзистор  КТ315Б

d=1 мм

10 Транзистор  КТ316Б

d=0,5 мм

11 Транзистор  полевой КП303Е

d=0,5 мм

12 Кварцевый резонатор  РК-46

d=0,6 мм

13 Микросхема  К561ИЕ19

d=0,5 мм

14 Микросхема  К561ТВ1

d=0,5 мм

15 Микросхема  К561ЛА7

d=0,5 мм

16 Микросхема  К561ИЕ14

d=0,5 мм

17 Соединитель СНО51-10
 

L=21,2 , d=0,6 мм


 

Сложность разрабатываемого модуля: средняя (>20 у.е.).

Имеются следующие разновидности диаметров  выводов компонентов:

= 0,5 мм; 0,6 мм; 0,8 мм; 1 мм.

Выводы компонент: гибкие, устанавливаемые в отверстия. Выводы микросхем устанавливаются с шагом 2,5 мм. Используется сетка с шагом 1,25 мм.

3. Описание САПР, используемой  при проектировании

   Автоматизированная программа P-CAD предназначена для проектирования печатных плат. Пакет программы состоит из нескольких взаимосвязанных программ. Основными программами в пакете являются: P-CAD Schematic; P-CAD PCB; P-CAD Symbol Editor; P-CAD Pattern Editor; P-CAD Library Executive и др.

   Программа P-CAD Schematic является графическим редактором схем. С помощью неё выполняется принципиальная электрическая схема электронного узла, который затем размещается на печатной плате.

   Программа P-CAD PCB является графическим редактором и используется для выполнения чертежа печатной платы.

   Программа P-CAD Symbol Editor предназначена для создания условных графических обозначений элементов, которые могут объединяться в библиотеки. Условные графические обозначения используются при выполнении электрических принципиальных схем.

   Программа P-CAD Pattern Editor используется для создания посадочных мест элементов на печатную плату. Посадочные места объединяются в библиотеки и в дальнейшем используются программой P-CAD PCB при выполнении чертежа печатной платы.

   Программа P-CAD Library Executive используется для создания библиотек элементов. В системе могут использоваться библиотеки условных графических обозначений, библиотеки посадочных мест корпусов и интегрированные библиотеки компонент. Интегрированные библиотеки компонент содержат информацию о графическом изображении символа, о посадочном месте и текстовую информацию о выводах элементов. Для выполнения отдельных электрических схем или отдельных чертежей печатных плат можно использовать отдельные библиотеки символов или корпусов. Однако при сквозном проектировании удобнее пользоваться интегрированными библиотеками, так как в этом случае программа автоматически устанавливает взаимосвязь между электрической схемой и печатной платой.

4. Разработка библиотеки компонент и электрической принципиальной схемы

4.1. Выбор электрического  соединителя

   Все электрические соединения модуля с другими устройствами должны осуществляться только через разъемы. Для этого на модуле установим один электрический соединитель СНО51-10, предназначенный для печатного монтажа. Так как в разомкнутом состоянии на контактах разъема нет электрическое напряжения, то на печатную плату ставится вилка.

Характеристики  соединителя СНО51-10, которые учитывались  при выборе разъема.

Конструктивные  особенности:

Исполнение  соединителя   –  всеклиматическое (В).

Число контактов    -  10.

Отверстия располагаются с шагом 2,5 мм.

Условия эксплуатации:

Температура окружающего воздуха   -    -60…+85 °С

Относительная влажность воздуха   -   до 98%

Электрические характеристики:

Максимальное  рабочее напряжение   -   150 В

Максимальный  ток на контакт   -  2,2 А

Сопротивление электрического контакта -  не более 0,01 Ом

Надежность:

Износостойкость соединителя составляет 500 сочленений-расчленений.

4.2. Установка фильтрующих  конденсаторов

   Для исключения помех по шинам питания между шинами «питание» и «земля» возможна установка фильтрующих конденсаторов. Рекомендуется устанавливать один или два конденсатора по низкой частоте и несколько конденсаторов от высокочастотных помех. По низкой частоте устанавливают электролитические конденсаторы ближе к разъему с емкостью от 47 до 100 мкФ. В качестве конденсаторов для защиты от высокочастотных помех рекомендуется применять керамические конденсаторы с емкостью от 1000 до 10000 пФ.

   В соответствии с рекомендациями на схему были установлены один керамический конденсатор КМ-6 емкостью 2000пФ (С1), расположенный вблизи кварцевого резонатора и два электролитических конденсатора К50-6 емкостью 100мкФ x 16В (С13 и С26) рядом с разъемом.

4.3. Исключение из  схемы отдельных  компонент

   Разрабатываемая электрическая принципиальная схема не содержит электро-радиоэлементов, которые по конструктивно-технологическим соображениям целе-сообразно вынести на другие конструкции.

4.4. Порядок разработки  библиотеки символов 

   Для разработки библиотеки символов использовался редактор Symbol Editor P-CAD 2002 со следующими настройками: формат А4, единица измерения миллиметр (мм), варианты ортогональности 90 и 45 градусов, сетка с шагом 0,1 ; 0,5 и 1 мм , линия рисования с шириной 0,2 мм, курсор привязан к координатной сетке (snap to grid), шрифт «2,5».

  

   Для микросхем используем возможность мастера символов, т.к. этот метод быстрее и удобнее. Для остальных элементов создаем символ вручную.

   Разработка дискретных элементов: резистор, конденсатор, диод, кварцевый резонатор состоит в выполнении следующих пунктов:

1. Рисуется контур УГО элемента.

2. Изображаются выводы элемента

    Установим длину вывода равную 4 мм. В поле Default Pin Name вводим имя вывода, а в поле Default Pin Des номер вывода. Нажать ОК. Установить курсор в точку, где должен быть вывод, если вывод неверно ориентирован, то, не отпуская кнопку мыши, нажать на клавиатуре кнопку R.

3. Введение атрибутов элемента

    В качестве атрибутов указать места для  размещения позиционного обозначения и типа элемента. Позиционное обозначение указывается над элементом, а тип элемента - под элементом.

    Выполнить команду Place Attribute. В диалоговом окне в области Attribute Category выбрать Component. В области Name выбрать Ref Des и нажать ОК, Type или Value и нажать ОК.

4. Ввод точки привязки

    Выполнить команду Place Ref Point. Переместить курсор в выбранную точку привязки и щелкнуть левой клавишей мыши.

5. Сохранение УГО в библиотеке 

   Для создания УГО микросхем удобнее пользоваться мастером создания символа.

1. Задать геометрические размеры контура элемента

2. Указать число выводов справа и слева

3. Указать длину вывода Normal и расстояние между выводами 5мм

4. Подписываем выводы, задавая их имена в поле Default Pin Name и номер вывода в поле Default Pin Des в соответствии со схемой

5. Затем  производим редактирование элемента, т.е. дорисовываем линии внутри  контура, ставим знак инверсии  у выводов, указываем позиционное  обозначение и типа элемента.

4.5. Порядок разработки  библиотеки посадочных  мест 

   Для разработки библиотеки посадочных мест использовался редактор Pattern Editor P-CAD 2002 со следующими настройками: формат А4, единица измерения мм, сетка с шагом 1,25 мм для рисования монтажных отверстий и 0,1 ; 0,5 и 1 мм для рисования контуров посадочных мест, линия рисования с шириной 0,2 мм, курсор привязан к координатной сетке (snap to grid), шрифт «2,5».

   Создадим стек монтажных отверстий. В данной схеме используются круглые отверстия (Кр) для штыревого вывода размером 0,8\1,3 ; 1,1\1,6 и 1.3\1,8. Для изображения монтажного отверстия первого вывода микросхем используется стиль Кв 0,8\1,3. 

   Для создания монтажного отверстия под штыревой вывод надо:

1. Выбрать  команду Options Pad Style. В одноименном окне нажать кнопку Copy. Появится панель Copy Pad Style, на которой необходимо задать новое имя стиля.

2. Наименование  стиля указывает форму контактной  площадки и размер отверстия. Появится вновь окно Options Pad Style. Нажать кнопку Modify Simple.

3. Появится окно Modify Pad Style (Simple). В области Type (Тип) выбрать Thru (Сквозное отверстие). В области Shape выбрать Elipse для кругового отверстия. Установить Width (ширину) равной 1,3 мм и Height (высоту) – 1,3 мм. В области Hole установить диаметр отверстия 0.8 мм. Нажать ОК.  

   Посадочное место элемента на печатной плате состоит из монтажных площадок и отверстий. Монтажные отверстия размещают в узлах координатной сетки. Для привязки курсора к узлам координатной сетки выбрать команду View Snar to Grid.

   Разработка посадочных мест дискретных элементов: резистор, конденсатор, диод, кварц, состоит в выполнении следующих пунктов:

1. Рисуем  корпус элемента 

Он изображается в виде простых геометрических фигур  без указания деталей конструкции. Он изображается на слое Top Assy. Для этого в строке состояний в поле Select Layer (выбор слоя) установить слой Top Assy.

Для рисования  линий вызвать команду Place Line, для рисования окружностей вызвать команду Place Arc.

2.Выбор  монтажного отверстия или контактной  площадки

Активизируем  необходимый стиль монтажного отверстия или контактной площадки, вызвав Options Pad Style и выбрав его. Нажать кнопку Close. Щелкнуть левой клавишей мыши по пиктограмме Place Pad. Появится панель Place Pad. На панели в окнах будут установлены единицы. Оставить установки без изменений и нажать ОК. Подвести курсор на координаты установки первого отверстия и щелкнуть левой кнопкой. Переместить курсор на координаты 2-ого отверстия и вновь щелкнуть левой кнопкой. Продолжить операцию для установки всех отверстий данного стиля и в конце нажать правую кнопку мыши. Если посадочное место строится с использованием разных стилей отверстий, то необходимо изменить стиль монтажного отверстия и повторить описанные ранее операции с другим стилем отверстия.

3. Ввод атрибутов

В качестве атрибутов ввести место для размещения позиционного обозначения и типа элемента. Выполнить команду Place Attribute. В диалоговом окне в области Attribute Category выбрать Component. В области Name выбрать Ref Des и нажать ОК. Установить курсор в точку над элементом и щелкнуть левой кнопкой мыши, а затем правой кнопкой мыши. Повторить операцию для установки надписи о типе элемента под элементом.

4. Выберем точку привязки

Выполнить команду Place Ref Point. Переместить курсор в выбранную точку привязки.

5.Сохранение  посадочного места в библиотеке.

флажок Create Component должен быть сброшен. 

   Для создания посадочных мест микросхем удобнее пользоваться мастером создания посадочного места.

  1. Указываем количество выводов и расстояние между ними
  2. Указать место расположения первого отверстия – точки привязки
  3. Выбрать стиль монтажного отверстия или контактной площадки для первого вывода и остальных
  4. Задать размеры корпуса микросхемы
  5. Нажать ОК и сохранить

4.6. Порядок разработки  библиотеки компонент 

   Для разработки библиотеки компонент используем Library Executive P-CAD 2002.

Чтобы создать компонент надо:

  1. Component New. Будет предложено выбрать библиотеку, из которой надо будет создавать элемент (ту, в которую сохраняли символы и посадочные места).ОК
  2. Выбираем посадочное место Select Pattern. ОК. Указываем количество шлюзов Number of Gates 1.
  3. Выбираем символ Select Symbol. OK.
  4. Далее прописываем соответствие выводов и их эквиваленты. Pins View. В идеале программа сама произвела сопоставление вывода контакта, вывода на символе, его имени.
  5. Прописываем электрический тип: неизвестен, ввод, вывод, питание.
  6. Вручную прописываем номер шлюза.
  7. Заполним графы соответствия выводов. Чаще всего все выводы эквивалентны, входы эквиваленты.
  8. Для питания заполним колонки Pin Name и Gate #.
  9. Для проверки правильности создания элемента выполним команду Component Validate. Если все правильно, то программа выдаст сообщение No errors found.
 

При выполнении данной работы была разработана библиотека со следующими компонентами : 

- Резистор  МЛТ-0,25;

- Переменный резистор СП3-19А;

- Конденсатор  КМ-6;

- Электролитический  конденсатор К50-6;

- Диод  КД503-А;

- Стабилитрон  КС182Ж;

- Варикап  КВ109В;

- Транзистор  КТ342Б;

- Транзистор  КТ315Б;

- Транзистор  КТ316Б;

- Транзистор  КП303Е;

- Кварцевый  резонатор РК-46;

- Микросхема  К561ИЕ19;

- Микросхема  К561ТВ1;

- Микросхема  К561ЛА7;

- Микросхема  К561ИЕ14;

- Соединитель СНО51-10;

- GND;

- +12V;

- +5V. 

4.7. Порядок выполнения  электрической принципиальной схемы модуля средствами P-CAD 2002 и перечня элементов

   Электрическая принципиальная схема и перечень элементов разрабатываются с помощью программы P-CAD Schematic в соответствии с методическими указаниями «Разработка модуля ЭВМ. Схема электрическая принципиальная» к лабораторной работе №5. 

Перед началом разработки необходимо установить следующие параметры:

Формат: А3.

Единица измерения: мм.

Варианты  ортогональности 90/45 градусов.

Шаг сетки: 1мм, 2 мм,  0,2 мм, 0,1 мм,  0,5 мм.

Ширина  линии рисования: 0,2 мм.

Привязать курсор к координатной сетке.

Используемые  шрифты: 2,5; 3,5; 5. 

   Данный набор параметров является наиболее приближенным к требованием ЕСКД предъявляемым к электрической принципиальной схеме.

Выполнение  принципиальной электрической схемы следует начинать с наиболее габаритных элементов, например, разъемов и микросхем.

Далее размещаются остальные элементы. Затем производится соединение выводов проводниками или при помощи шины. После устранения ошибок выявленных утилитой ERC необходимо сохранить схему и подготовить список цепей для импортирования в программу PCB.

5. Разработка конструкции  модуля

5.1. Размещение цифрового  модуля в конструкции  2-го уровня

   Разрабатываемая конструкция является конструктивным модулем 1-го уровня, который должен устанавливаться в конструкцию 2-го уровня.  Наше изделие входит в состав более сложного модуля, поэтому модуль 2-го уровня представляет собой блок для установки нескольких модулей первого уровня.

   Разрабатываемый модуль размещается в конструкции второго уровня — пластиковом корпусе прямоугольной формы. Исходя из условий эксплуатации, необходимо сформировать ряд требований на корпус: вентиляционные отверстия находятся на задней стенке корпуса и снизу, углы корпуса прорезинены (для обеспечения лучшего сцепления с поверхностью, на которую устанавливается прибор).

Положение ПП в корпусе показано на эскизе.

           Вид  спереди                                      Вид слева Блок питания

 

5.2. Выбор способа  закрепления модуля  в конструкции более высокого уровня

   Так как на устройство влияют сильнее механические нагрузки, следует предусмотреть меры по надежному закреплению модуля. Для этого жестко закрепим печатную плату в корпусе со всех четырех сторон при помощи четырех болтов диаметром 2 мм и четырех пружин. Пружины необходимы для уменьшения влияния вибраций.

 

5.3. Выбор конструкции  цифрового модуля

В состав конструкции 1-го уровня входят следующие элементы:

  • монтажная плата
  • соединитель
  • компоненты
  • элементы закрепления модуля

  5.4. Разработка каркаса

   Конструкция является бескаркасной. Печатная плата крепится к корпусу при помощи болтов.

5.5. Разработка субпанели

   Устройство не предполагает наличия субпанели. Для связи данного блока с другими блоками используется разъем. 
 

6. Разработка печатной платы

6.1. Выбор компоновочной  структуры и типа  печатной платы

   Исходя из способа монтажа элементов на ПП и элементной базы выбираем компоновочную схему.

  • Тип компоновочной схемы: Тип 1 (компоненты устанавливаются на одну сторону ПП).
  • Класс компоновочной схемы: Класс А (компоненты монтируются в отверстия).
 

   Отсюда компоновочная структура нашей схемы : 1А.  Теперь необходимо определить тип печатной платы.

Типы печатных плат могут быть:

    -односторонние  ОПП,

    -двухсторонние  ДПП,

    -многослойные МПП.

Для компоновочной  схемы 1А целесообразно применять ОПП и ДПП.

Функциональная  сложность разрабатываемого модуля: средняя (>20 у.е.). При средней сложности целесообразно применять ДПП и МПП. 

Сопоставив  эти рекомендации, выбираем  тип ПП: ДПП (двухсторонняя ПП).

6.2. Выбор класса точности  ПП

   По российским стандартам (ГОСТ 23751-86) существует 5 классов точности выполнения элементов печатного монтажа. 

При выборе класса точности мы руководствуемся  следующими доводами: 

    -конструктивная  сложность изделия средняя, поэтому следует выбирать 1-3 классы точности;

    -у нас нет БИС, СБИС, бескорпусных микросхем, которые требуют применения 3-5 классов точности;

    -массо-габаритные  характеристики : нет необходимости применять высокие классы точности, так как не было задано требования компактности ПП;

    -стоимость: высокий класс точности требует более дорогостоящего оборудования, что приводит к повышению стоимости изделия;

    -условия  эксплуатации: этот фактор является решающим для нас, так как наше изделие может находиться в очень суровых условиях (перепады температур, влажность). Поэтому для обеспечения надежности следует применять более высокий класс точности; 

   Проанализировав все «за» и «против» выберем 3 класс точности со следующими параметрами: 

Условные  обозначения элементов печатного  монтажа Класс точности
3
t (мм) 0,25
S (мм) 0,25
b (мм) 0,10
d\H 0,33
(мм) без покрытия +0,05
(мм) без покрытия -0,05
(мм) с  покрытием +0,10
(мм) с  покрытием -0,10
(мм) 0,05

 

t- наименьшая номинальная ширина проводника,

S-наименьшее номинальное расстояние между проводниками,

b-минимально допустимая ширина контактной площадки,

d\H-отношение минимального диаметра контактной площадки к толщине платы,

(мм) –верхнее предельное отклонение  ширины печатного проводника  или контактной площадки от номинального значения,

(мм) - нижнее предельное отклонение  ширины печатного проводника или контактной площадки от номинального значения,

- позиционный допуск на размещение  проводника. 

   Указанные допустимые значения необходимо соблюдать в узких местах платы. Узкое место ПП- это участок ПП, на котором элементы печатного проводящего рисунка выполняются  с минимально допустимыми значениями. На остальных участках ширина печатных проводников и расстояния между ними могут выполняться большего размера, чем указанный размер по данному классу.

6.3. Выбор метода изготовления ПП

   Для изготовления ДПП используют следующие технологические процессы:

    -комбинированный  позитивный,

    -комбинированный  негативный,

    -аддитивный,

    -фотоформирование,

    -электрохимический,

    -тентинг  процесс. 

Для средней  конструктивной сложности применяют комбинированные методы изготовления печатных плат.

Для 3-4 классов  точности используют комбинированные  методы.

Для массового  производства используют, как правило, комбинированные методы.

   Исходя из типа ПП, класса точности и масштабов производства, выбираем комбинированный позитивный метод изготовления ПП.

6.4. Расчет габаритов  ПП

На нашей  ПП имеются следующие зоны:

  • зона для размещения компонент;
  • зона для размещения соединителя;
  • зона для размещения элементов крепления модуля;
  • зона маркировки;
  • краевые поля ПП.
 

Расчет  площади зоны для размещения компонент.

- установочная площадь  i-го  элемента.

При расчёте площади, занимаемой компонентом, берётся площадь прямоугольника, включающая корпус элемента и монтажные площадки. Площадь определяется по формуле:

,    где и – стороны прямоугольника (в мм).


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.