Проектирование радиоэлектронного узла на печатной плате с учетом ограничений - Курсовая работа

Несмотря на значительный прогресс в области совершенствования элементной базы, применение в конструкциях РЭС бескорпусных микросхем и микросборок, различных функциональных микроэлектронных устройств, разработке новых систем коммутации (керамических плат, крупноформатных оксидированных или глазурованных металлических плат), функциональные узлы на печатных платах (ФУ на ПП) по-прежнему составляют основу большинства конструкций РЭС. Вместе с тем, применение интегральных схем и стремление к миниатюризации устройств приводит к повышению плотности проводящего рисунка печатного монтажа, что вызывает ряд конструктивно-технологических трудностей при реализации печатных плат. Применяемый технологический процесс, с одной стороны, накладывает ограничения на точность выполнения рисунка печатного монтажа, а, с другой стороны, необходимая высокая плотность проводящего рисунка в значительной мере определяет требования к технологическому процессу изготовления плат.Конкретное конструктивное исполнение функционального узла (ФУ) на печатной плате (ПП) во многом зависит от условий эксплуатации (от уровня механических и климатических воздействий), схемотехнического назначения (вида аппаратуры, диапазона частот, рассеиваемых мощностей и т.д.), используемой элементной базы, особенностей установки ФУ в конструктивы старшего уровня, тиражности выпуска. Цифра 1 означает, что аппаратура эксплуатируется в виде автономного блока (прибора, устройства). Автономный блок не требует, как правило, использования стандартных размеров плат по обеспечению их входимости в блоки и субблоки. В зависимости от объема производства изменяются и требования к автоматизации установки элементов, способам маркировки, методам изготовления, классам точности печатных плат. Четвертый и пятый элемент, буквенный код У и цифра 3, указывают на климатическое исполнение, т.е. на климатический район и категорию размещения.При анализе схемы электрической принципиальной следует определить токи и напряжения, действующие в каждой цепи устройства. Как видно из пункта 1, необходимо определить мощности рассеивания для резисторов, рабочие напряжения на конденсаторах и выпрямительном диоде и диодных мостах. В виду того, что схема работает от переменного напряжения не более 20 В и после диодного моста выпрямленное напряжение будет не более 18 В, ясно, что на резисторе R1 напряжение будет не более 14В. Зная сопротивление резистора R1, определим рассеиваемую на нем мощность: Р1=IU=I2R1=U2/R=142/1000=0.196 Вт где I - ток, протекающий через элемент; Из схемы видно так же, что в цепи стабилитрона VD3-4 действуют малые ток и напряжение, следовательно, достаточно использование маломощного диода.Данным устройством является блок питания предназначенный для питания бытовой радио электронной аппаратуры с выходным напряжением 12 В.Так же учитываются условие, определенное при анализе схемы электрической принципиальной - трансформатор Т1 выносной (поэтому для печатной платы не учитывается). Размеры самих элементов приведены на рисунках 2-13. Далее представлено обоснование выбора элементной базы и определены варианты установки для каждого вида элементов и разметка места установки на плате. Формовка выводов для транзистора VT1 показана на рисунке 5а для транзистора VT2 на рисунке 5б для транзистора VT3 рисунок 5в. На рисунке 10 показаны варианты установки для постоянных резисторов на 0,125 Вт (рисунок 10а) на 0,25 Вт (рисунок 10б) и на 0,5 Вт (рисунок 10в).Их применение повышает надежность аппаратуры, обеспечивает повторяемость электрических параметров, создает предпосылки для автоматизации производства (высокая производительность и низкая себестоимость), уменьшает габариты и массу. Наиболее распространены односторонние печатные платы (ОПП) и двухсторонние печатные платы (ДПП). ОПП характеризуется: возможностью обеспечить повышенные требования к точности выполнения проводящего рисунка; установкой навесных элементов на поверхность платы со стороны, противоположной стороне пайки, без дополнительной изоляции; возможностью использования перемычек без изоляции; низкой стоимостью конструкции. К недостаткам ООП следует отнести низкую плотность компоновки, обычно не превышающую 1,5 эл/см3; низкую тепловую и механическую устойчивость контактных площадок.Односторонние печатные платы (ОПП) характеризуются: возможностью обеспечить повышенные требования к точности выполнения проводящего рисунка; установкой навесных элементов на поверхность платы со стороны, противоположной стороне пайки, без дополнительной изоляции; возможностью использования перемычек без изоляции; низкой стоимостью конструкции. К недостаткам ООП следует отнести низкую плотность компоновки, обычно не превышающую 1,5 эл/см3; низкую тепловую и механическую устойчивость контактных площадок. Класс точности выбираем таким, при котором плата будет иметь достаточную надежность при минимальной стоимости и сложности производства.

Содержание

Введение

Техническое задание на проектирование

1 Анализ технического задания

2 Анализ схемы электрической принципиальной и описание принципа работы изделия

2.1 Анализ схемы электрической принципиальной

2.2 Описание принципа работы узла

3 Выбор элементной базы и вариантов ее установки

4 Обоснование выбора печатной платы

4.1 Обоснование типа печатной платы

4.2 Выбор класса точности печатной платы

4.3 Выбор метода изготовления и материала печатной платы

5 Определение основных конструктивных параметров печатной платы

5.1 Определение размеров печатной платы

5.2 Определение диаметров монтажных и крепежных отверстий размеров контактных площадок

6 Разработка конструкции узла

6.1 Выбор элемента внешней коммутации узла

6.2 Варианты компоновки узла

6.3 Трассировка печатной платы

6.4 Маркировка печатной платы

6.5 Выбор покрытий и обеспечение влагозащиты печатной платы

7 Проверочные расчеты

7.1 Расчет проводников по постоянному току

7.2 Расчет на вибропрочность печатной платы

7.3 Расчет на ударопрочность печатной платы

Заключение

Библиографический список