Конструирование усилителя тока - Курсовая работа

Очевидность того факта, что развитие новой техники в современных условиях замедляется не столько отсутствием научных достижений и инженерных идей, сколько сроками и не всегда удовлетворительным качеством их реализации при конструкторско-технологической разработке, ни у кого не вызывает сомнения. С появлением вычислительной техники был сделан переход от традиционных "ручных” методов проектирования к реализации отдельных задач проектирования на ЭВМ. Этот подход, характеризовавший использование ЭВМ на первом этапе, носит название "позадачного" и заключается в том, что каждая вновь возникающая задача решается с помощью автономно создаваемой программы, которая функционируем независимо от других программ данной предметной области. Естественно, что в этом случае ни модель, ни алгоритм оптимизации не могут использоваться для других целей (например, чтобы провести оптимизацию модели трансформатора с помощью другого алгоритма, необходимо разработать новую программу). Требуется: 1) составить задание на моделирование на входном языке пакета программ PSPICE;Транзисторы, указанные в задании, заменим следующими аналогами: КТ315Б - 2N2712 Результат работы программы покажем в рисунках ниже. 1) По постоянному току при изменениях напряжения источника питания от 10 В до 20 В с шагом 1 В в линейном масштабе рассчитайте чувствительность потенциала базы транзистора VT2 и тока через резистор R6. Указываем точки снятия характеристик 2) По переменному току рассчитайте частотные характеристики в диапазоне частот от 1 КГЦ до 1 МГЦ в логарифмическом масштабе в 500 точках, а так же уровень шума на сопротивлении R15 и затворе транзистора VT4.По справочным данным и ГОСТ 29137-91 определяем типовое конструктивное исполнение, габаритные и установочные размеры электрорадиоизделий (табл.2). Примечание: при заполнении таблицы допускается использование одного эскиза для ЭРИ одинакового типа, имеющих различные размеры, например, для конденсаторов С1, С3. Примечание. установочные размеры можно также рассчитать на основе габаритных размеров, приводимых в справочниках ЭРИ. Для резисторов и конденсаторов, устанавливаемых по вариантам 010, 011, 140 расстояние от корпуса ЭРИ до оси изогнутого вывода R (рис.3) составляет не менее 2 мм, для дросселей и диодов - не менее 5 мм. Диаметр монтажного металлизированного отверстия dm отв определяем в зависимости от диаметра вывода d навесного элемента: для элементов VT1, VT2, VT3, VT5 dm отв1=d 0,2=0,95 0,2= 1,15 (мм);Разработанный вариант размещения радиоэлектронных компонентов на печатной плате приведен в масштабе М2: 1 на рис. Для трассировки печатной платы волновым алгоритмом разбиваем монтажно-коммутационное пространство печатной платы на дискреты рабочего поля, каждый контакт РЭК расположен в отдельном ДРП. Трассировка ведется со стороны пайки. Выполняем зеркальное отображение варианта размещения РЭК и получаем изображение МКП печатной платы резонансного усилителя на рис.2.2 Для наглядности изображение увеличено. Топология проводящего рисунка печатной платы усилителя тока, полученная с помощью волнового алгоритма трассировки с минимальным числом изгибов, представлена на рис.Требуется: разработать топологию печатного монтажа с использованием лучевого алгоритма трассировки. При проведении трасс лучевым алгоритмом используется вариант размещения РЭК на печатной плате усилителя, приведенный на рис.5.Практика разработки и эксплуатации САПР показывает, что ряд особенностей построения автоматизированной системы может быть оговорен и сформулирован до начала ее проектирования.

Содержание

Введение

Исходные данные

1. Моделирование усилителя тока в Multisim

2. Проектирование печатной платы

2.1 Расчет размеров и размещение радиоэлектронных компонентов на печатной плате

2.2 Трассировка печатной платы с использованием волнового алгоритма

2.3 Трассировка печатной платы с использованием лучевого алгоритма

Заключение

Список литературы

Очевидность того факта, что развитие новой техники в современных условиях замедляется не столько отсутствием научных достижений и инженерных идей, сколько сроками и не всегда удовлетворительным качеством их реализации при конструкторско-технологической разработке, ни у кого не вызывает сомнения. Одним из направлений решения этой проблемы является создание и развитие систем автоматизированного проектирования (САПР).

Применение ЭВМ при проектировании различных объектов с течением времени претерпевает значительные изменения. С появлением вычислительной техники был сделан переход от традиционных "ручных” методов проектирования к реализации отдельных задач проектирования на ЭВМ. Этот подход, характеризовавший использование ЭВМ на первом этапе, носит название "позадачного" и заключается в том, что каждая вновь возникающая задача решается с помощью автономно создаваемой программы, которая функционируем независимо от других программ данной предметной области. Коренной недостаток такого подхода заключается в том, что подобные программы строятся по принципу "натурального хозяйства”, когда для решения отдельной задачи требуется полная подготовка вспомогательных средств (технических, информационных, программных и т.д. Поскольку проектирование объекта, как правило, предполагает и его оптимизацию, то машинная программа в этом случае представляет "симбиоз" модели проектируемого объекта и некоторого алгоритма оптимизации. Естественно, что в этом случае ни модель, ни алгоритм оптимизации не могут использоваться для других целей (например, чтобы провести оптимизацию модели трансформатора с помощью другого алгоритма, необходимо разработать новую программу).

Целью работы является разработка усилителя тока с использованием средств систем автоматизированного проектирования.

Исходные данные

Тема: "Разработка усилителя тока с использованием средств систем автоматизированного проектирования".

Исходные данные: схема электрическая принципиальная усилителя тока, представленная на рис. 1.

Требуется: 1) составить задание на моделирование на входном языке пакета программ PSPICE;

2) рассчитать размеры ПП и выполнить размещение радиоэлектронных компонентов на односторонней ПП;

3) разработать топологию печатного монтажа с использованием волнового алгоритма трассировки;

4) разработать топологию печатного монтажа с использованием лучевого алгоритма трассировки.

Исходные данные для раздела "Схемотехническое моделирование".

При составлении задания на моделирование необходимо учитывать исходные данные и следующие условия моделирования.

Параметры однотипных резисторов (R2, R4-R6, R8, R11, R15) укажите в директиве моделей компонентов. Параметры полупроводниковых приборов считайте описанными в библиотечном файле DETL. LIB. Источник гармонического сигнала с постоянной составляющей 0,5 В имеет амплитуду 0,7 В на частоте 1 КГЦ;

Моделирование проводится для стандартного значения температуры 270С и при изменении сопротивления R9 от 5 К до 50 К с шагом 5 К.

По постоянному току при изменениях напряжения источника питания от 10 В до 20 В с шагом 1 В в линейном масштабе рассчитайте чувствительность потенциала базы транзистора VT2 и тока через резистор R6. усилитель ток волновой алгоритм

По переменному току рассчитайте частотные характеристики в диапазоне частот от 1 КГЦ до 1 МГЦ в логарифмическом масштабе в 500 точках, а так же уровень шума на сопротивлении R15 и затворе транзистора VT4.

Спектральный анализ напряжения на сопротивлении R13 проведите при частоте первой гармоники, равной 2 КГЦ.

Выведите результаты моделирования в виде таблицы: изменение постоянного напряжения на R15 и потенциала базы транзистора VT2. Частотные зависимости фазы (в радианах) на нагрузке и модуля (в децибелах) напряжения на R15. Переходные процессы на базе транзистора VT5.

Для использования в графическом постпроцессоре PROBE: ток через конденсатор С4.

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная к варианту №4

Исходные данные для раздела "Проектирование печатной платы": плотность печатного монтажа - 1-й класс;

волновой алгоритм трассировки с максимальной плотностью печатного монтажа;

лучевой алгоритм с использованием веерного приоритета направлений для обхода препятствий.

Практика разработки и эксплуатации САПР показывает, что ряд особенностей построения автоматизированной системы может быть оговорен и сформулирован до начала ее проектирования. Специфика объекта проектирования накладывает требования на структуру и организацию САПР. Специфика проектирования, например, трансформаторов состоит в следующем: 1. Это "старый” объект, расчетами и проектированием которого специалисты занимаются уже более 100 лет, следовательно, все принципиальные улучшения конструкции уже, как правило, внесены, а стремление к повышению технико-экономических показателей трансформатора заставляет проектировщиков все глубже вникать в существо физических процессов, что достигается на пути последовательного усложнения математической модели трансформатора и адекватного отражения процессов, протекающих в нем, в том числе и при переходных режимах.

2. Если трудоемкость проектирования силового трансформатора средней мощности класса напряжения 35 КВ принять за 100%, то трудоемкость отдельных проектных процедур распределиться ориентировочно следующим образом: обзор существующих конструкций и определение патентной чистоты изделия 2-3%; выполнение расчетов 6-14%; проработка конструкции 12-20%; выполнение чертежей 37-55%; согласование технической документации 6-18%; оформление технической документации 9-16%.

1. ГОСТ 29137-91 Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы.

2. ГОСТ 27.002-89 . Надежность в технике. Термины и определения.

3. ГОСТ 27.003-90 . Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.

4. Уваров А.С. P-CAD. Проектирование и конструирование электронных устройств / А.С. Уваров. - М.: "Горячая линия - Телеком", 2004. - 760 с.

5. Горбатенко, С.А. Конструирование и технология производства радиоэлектронных средств: учебное пособие / С.А. Горбатенко, В.В. Горбатенко, Н.В. Даценко. - Воронеж: ВИ МВД России, 2007. - 125 с.

6. Справочник разработчика и конструктора РЭА элементная база Книга II - Москва 1993 г. - 299 с.

7. Справочник разработчика и конструктора РЭА элементная база Книга I - Москва 1993 г. - 157 с.

Размещено на