Разработка функциональной ячейки для усилителя с многопетлевой ООС

наиболее оптимальная толщина, так как при меньшей толщине плата может изгибаться при монтаже, а  большую толщину брать нет необходимости, так как на плате нет массивных элементов. 

ПТЭС 467111.001 ПЗ

Лист

12

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

Радиатор для КТ814 и КТ815

ПТЭС 467111.001 ПЗ

Лист

13

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

Резисторы МЛТ и МОН-1

Для резисторов (МЛТ) с номинальной мощностью 0,25Вт

D = 3мм        L = 7мм           F = 12,5мм        h = 20мм        d = 0,6мм

Для резисторов (МЛТ) с номинальной мощностью 1Вт

D = 6.6мм        L = 13мм           F = 20мм        h = 25мм        d = 0,8мм

Для резисторов (МОН-1) с номинальной мощностью 1Вт

D = 6.5мм        L = 13мм           F = 20мм        h = 25мм        d = 0,8мм

ПТЭС 467111.001 ПЗ

Лист

14

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

7. Выбор класса точности монтажа

В соответствии с ГОСТом  23751 – 86 выбираем 1 класс точности, для которого имеются следующие параметры монтажа:  ширина проводника t мм = 0,75 мм;

расстояние между проводниками S мм = 0,75 мм;

ширина пояска металлизации вокруг отверстия d мм = 0,30 мм;

отклонение диаметра наименьшего металлизированного отверстия к толщине П.П., Г = 0,40.

7.1 Оценка выбора класса точности по постоянному току.

Выбранный класс точности проверим на электрические параметры.

Рассчитаем допустимые потери на постоянном токе, возникающие при определении ширины проводников цепей питания и земли.

Определим длину шин питания и земли

L = 2(a + b) = 2(4 + 40) = 8810^-3 м                                                              

Падение напряжения питания описывается неравенством

U0,02U_нп                                                                                                 

Uнп – номинальное значение напряжения питания (U_нп = 36 В)

U=                                                                                               

где   L-длина шин питания и земли;

t-толщина проводника;

1,7210^-8

U=В

Условие выполняется.

Выбранный 1 класс точности подходит по электрическим параметрам. Ширину шин питания и земли изменять не требуется.

ПТЭС 467111.001 ПЗ

Лист

15

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

8. Конструкторско-технологические и проверочные расчёты печатной платы

На основе анализа полученного при аналитическом проектировании необходимо: рассчитать определить класс точности (рассчитать минимальную ширину проводника, обосновать минимальное расстояние между проводниками, определить количество слоев П.П.); провести технологический расчет (определить диаметр отверстий, определить диаметр контактной площадки).

8.1 Технологический расчёт.

Диаметр отверстий в П.П. должен быть больше диаметра вставляемого в него вывода, что обеспечит возможность свободной установки электрорадиоэлемента.

8.1.1  Номинальные значения диаметра монтажного отверстия

d_i=d+

где dэ – максимальное значение диаметра вывода навесного элемента ;

dно – нижнее предельное отклонение номинального значения диаметра отверстия.

d1 = 0,6 + 0,1 = 0,7  мм                       для резисторов   (МЛТ-0,25)

d2 = 0,8 + 0,1 = 0,9 мм                        для резисторов   (МЛТ-1 МОН-1)

d3 = 0,6 + 0,1 = 0,7 мм                        для диодов (Д220 Д237)

d4 = 1 + 0,1 = 1,1 мм                           для диодов (Д237 Д814)

d5 = 0,6 + 0,1 = 0,7 мм                       для конденсаторов

d6 = 1 + 0,1= 1,1 мм                            для транзисторов   (VT1, VT4- VT5)

d7 = 0,6 + 0,1 = 0,7 мм                        для транзисторов   (VT3-VT8)

d8 = 1 + 0,1 = 1,1 мм                           для резистора (СП4-1)

d9 = 0,5 + 0,1 = 0,6 мм                        для микросхемы

d10 = 1,2 + 0,1 = 1,3 мм                      для проводов

Т.к. диаметры отверстий рекомендуется выбирать из ряда номинальных значений, выберем диаметры d₁=d₃ =d₅= d₇ =d₈=0,8 мм, d₂ =d₄=d₆ =d₈ = d₁₀=1,3 мм.    

8.1.2  Номинальное значение ширины проводника

t =    

S =                                                                                                               

где   I_H1 – ток нагрузки (I_H1 = 800 мА); I_H2 – ток нагрузки (I_H2 = 4 А);

j-плотность тока для гальванической меди (j=20А/мм²);

h-толщина фольги (h=50 мкм);

S1=0,8/20=0,04 мм²=0,04  10^-6  м²

t1 = 0,04/50=0,8  10^-3 м

S2=4/20=0,2 мм²=0,2  10^-6  м²

t2 = 0,2/50=4  10^-3  м

ПТЭС 467111.001 ПЗ

Лист

16

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

Расчеты показали, что минимальное значение ширены проводника 0,8 10^-3 м и 4  10^-3 м, возьмем 1мм и 4мм

8.1.3. Номинальное расстояние между соседними элементами

S=S_мд+

где S_мд – минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка

t_BO – верхнее предельное отклонение ширины проводника

S = 1,1 + 0,1 = 1,2 мм

Чтобы обеспечить надежное соединение отверстия с печатным проводником, вокруг отверстия делают контактную площадку. Контактную площадку отверстий рекомендуется делать в виде кольца.

8.1.4. Наименьший  номинальный диаметр контактной площадки можно

определить по формуле

D_i=d_i+t

где     di – номинальное значение диаметра монтажного отверстия

t – номинальное значение ширины проводника

D1 = 0,8 + 1 = 1,8 мм

D2 = 1,3 + 1 = 2,3 мм

Т.к. диаметры контактных площадок рекомендуется выбирать из ряда номинальных значений, выберем диаметры

D1=2,5 мм

D2=3,0 мм

8.2. Определим количество слоев монтажа.

N_сл=

где   - коэффициент, учитывающий невозможность полного использования для коммутации;

R=1/2 - разрешающая способность монтажа;

Средняя длина коммутации на П.П.

L=

где   -коэффициент эффективности проектирования (для П.П.=5  10^-3);

S-площадь платы, мм²;

К_сл - коэффициент линейных связей (К_сл=1, когда используется все возможные связи, определяемые разрешающей способностью), в данном случае К_сл=0,4;

n_эл- кол-во интегральных схем;

n_выв- кол-во выводов 1 ИМС;

ПТЭС 467111.001 ПЗ

Лист

17

Изм

Лист

№ докум

 Подп

Дата

R=5мм^-1;

L= =1638,4 Оммм

N_сл===0,01535

Расчет показал, что нужно применить одностороннюю плату.

ПТЭС 467111.001 ПЗ

Лист

18

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

9. Расчет вибропрочности печатной платы

На основе анализа полученного при аналитическом проектировании необходимо рассчитать вибропрочность.

9.1.Вибропрочность.

9.1.1. Оценка параметров П.П. по критерию вибропрочности.

Нагрузки на П.П. от внешних механических воздействий определяются коэффициентом передачи вибрации.

Коэффициент передачи обратно пропорционален жесткости пластины:

D=                                                                                  где     D – жесткость П.П., Н/м;

Е – модуль упругости материала, Па;

h – толщина П.П., мм;

 – коэффициент Пуассона.

Из справочных данных определяем значения:

Е = 24…35 ГПа (для стеклотекстолита Е = 30  10⁹  Па), = 0,2,

h = 1,5 мм = 1,5  10^-3м  .

D = 8,79 Н/м

9.1.2. Резонансная частота

Резонансная частота пластины, закрепленной по контуру, определяется выражением (при распределенной нагрузке)

f =

где   а и b длина и ширина П.П.

m – масса платы с навесными элементами

m = mп. + mэл где  mп – масса платы

mэ – масса элементов

mп = = 2700   0,16  0,08  0,0015 = 0,05184 кг

m_э=                       (из таблицы 3 )

где  m_i – масса одного элемента

mэл=75,64г=0,07564 кг  

ПТЭС 467111.001 ПЗ

Лист

19

Изм

лист

№ докум

 Подп

Дата

m = 0,05184 +0,07564  = 0,12748 кг

f =

f = 288 Гц

Рекомендуется, чтобы f отличалась от частоты внешних колебаний f_в, по крайней мере, в два раза:

f f_в

Из технического задания  f = 60 Гц, следовательно,  устройство защищено