Разработка технических требований к параметрам ЭС. Назначение электронной системы, функции, область применения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Кафедра технологии аэрокосмического приборостроения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Защищен с оценкой

Руководитель

         __________________            ____________           ________________

         уч. степень, звание                                   подпись, дата                       инициалы, фамилия

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ   ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ НА ТЕМУ

По дисциплине:

   Курсовой проект выполнил

   студент группы № ______            ______________     _______________

                                                                подпись, дата                 инициалы, фамилия

Санкт-Петербург

2007 г.

1. Введение

Обзор литературных источников по ссылкам в данной статье и в статьях, на которые есть ссылки) с описанием досьоинств и недостатков выбранного и аналогичных электронных средств (ЭС)

2. Разработка технических требований к параметрам ЭС

Общие требования (Назначение ЭС, функции, область применения (кем будет и для чего применяться), тип конструкции (БИС, модуль, субблок, блок), класс и группа объекта установки (наземные, морские, авиационные, ракетные, космические), климатическое исполнение (У, УХЛ, Т, ТС, ТВ, М, ОМ), категория размещения (1, 2, 3, 4, 5, 1.1, 2.1,3.1,4.1,5.1)),

Схемо-технические требования (

Состав, номиналы, отклонения входных и выходных сигналов, параметры источника питания.

Пример:

Входное сопротивление, кОм, не менее...........           2

Входная емкость, пФ, не более..........................          20

Сопротивление нагрузки кОм не менее ..……..         1.5

Емкость нагрузки пФ не более …………………….  30                    

Коэффициент усиления при Rн = 2 кОм, Сн< 25 пФ      2,6-3,6

Полоса пропускания при Сн < 25 пФ, U вх <. 10 мВ, мГц, не менее....................................................................          20

Коэффициент нелинейности амплитудной характеристики,%, не более...................... _.......................................          10

Нестабильность коэффициента усиления, при Екном + 1О%, диапазоне температур от минус 60 до плюс 85°С,»,не более                                        10

Коэффициент нелинейности искажений,%, не более10

Ток потребления, мА, не более:

при   Ек   =    5,0+0,5 В............................................... 4,0

при    Ек    =    6,3 ± 0,63 В..................................         5,0

Напряжение питания В………………………………5.0)

Требования к внешним воздействиям (Параметры вибрации, ударов, предельных температур, рабочих температур, влажности. Взять из этой таблицы только один класс: или наземные, или корабельные, или самолетные)

Внешние воздействия	Пределы изменения воздействующего параметра на РЭС
	Наземные	Корабельные	Самолетные
1. Климатические воздействия
1.1  Температура максимальная:
- рабочая, Cº	50	30-60	60-110
- предельная, Cº	60	65	80-260
1.2 Температура минимальная:
- рабочая Cº	40	40	60
- предельная, Cº	40	40	90
1.3 Влажность относительная:
- насыщенность, %	80-93	98-100	93-100
- температура, Cº	25	25	25
1.4 Акустические шумы:
- уровень, дБ	85-125	75-140	130-150
- частота, Гц	50-1000	50-1000	50-1000
1.5 Атмосферное давление
- максимальное, кПа	106	106	106
- минимальное, кПа	5,7	8,8	2
2. Механические воздействия
2.1  Вибрации:
- частота, Гц	10-70	0-120	5-2000
- ускорение, g	1-4	1,5-2	до 20
2.2 Ударные сотрясения:
- ускорение, g	10-15	15	6-12
- длительность, мс	5-10	5-10	до 15
2.3 Одиночные удары:
- ускорение, g	50-1000	до 1000	-
- длительность, мс	0,5-10	0,5-2	-
2.4 Линейное ускорение:
- замедленное, g	2-4	-	4-6
- центробежное, g	2-5	-	4-10

Конструкторско-технологические требования

(Требования к элементам схемы (минимальные размеры, поверхностный монтаж),  к размерам, материалу, классу точности платы(до 100 мм шаг 2.5 мм, до 300 мм шаг 5 мм, толщина 1 – 2.5 мм, стеклотекстолит СФ, СТЭФ, СВФЭ, ВФТ, класс точности 1 - 3),  к числу проводящих слоев (1 - 4), к максимальной длине и минимальной ширине проводников питания (50 - 100 мм,  1 – 1.5 мм), к типам и размерам контактных площадок и контактных отверстий, к зазорам между проводниками и отверстиями, к размещению элементов (на 1-й или 2-х сторонах, критичные по тепловыделению элементы на периферии платы), к размещению проводников и экранов на плате, к типу и размещению источника питания, к размещению элементов индикации и управления, к величине коэффициентов технологичности, к условиям эксплуатации, хранения и транспортирования)

Требования к надежности (Наработка на отказ, интенсивность отказа, время восстановления и коэффициент использования ЭС. Исходные данные по этой таблице)

Наименование изделий и типов соединений	Интенсивность отказов, λ-6 1/ч
Микросхемы в пластмассовом корпусе	0,1
Микросхемы в керамическом корпусе	0,01
Маломощные транзисторы	0,05
Мощные транзисторы	0,5
Маломощные диоды	0,02
Мощные диоды	0,2
Углеродистые резисторы	0,01
Проволочные резисторы	0,5
Регулируемые резисторы	2
Конденсаторы танталовые	0,02
Конденсаторы электролитические	0,2
Кристалл кварца	0,05
Переключатели	0,2
Реле	0,5
Трансформаторы	0,5
Пайка ручным способом	0,2
Пайка автоматическим способом	0,002
Разъемный контакт	0,05
Соединение «под винт»	0,08
Соединение накруткой	0,0012
Соединение сваркой	0,0006
Соединение обжимкой	0,006

3. Схемотехнический анализ ЭС

(описание схемы, принципа действия, обоснование схемотехнических требований на основе анализа переходных процессов, частотных и передаточных характеристик, чувствительности, расчетов по постоянному и переменному току с помощью приложения Micro-CAP 8, выбор контрольных точек в схеме для проверки работоспособности и диагностирования схемы)

4. Конструкторское проектирование

(Выбор элементов схемы, класса точности изготовления платы, числа проводящих слоев, расчет площади посадочных мест элементов, размеров платы, размещение элементов на плате, выполнение трассировки (автоматическая, интерактивная, тип трассировщика), расчет плотности заполнения платы, выбор способа крепления платы к основанию корпуса ЭС, расчет размеров корпуса ЭС , размещение источников питания, элементов управления и индикации на корпусе ЭС, расчет коэффициентов технологичности конструкции, расчет тепловых режимов, виброустойчивости и надежности; проектирование технологии изготовления и технологии сборки платы, проектирование технологии сборки ЭС).

4.1. Выбор элементов

(Подбор библиотечных компонентов для поверхностного монтажа из библиотеки PCAD Libs с помощью редактора Library Executive и создание библиотеки с отсутствующими  в PCAD Libs компонентами для заданной схемы)

4.2. Выбор класса точности изготовления платы

ГОСТ 23751—86 ПП устанавливает пять классов точности изготовления плат, определяющих минимальную ширину проводников t, минимальное расстояние между проводниками S, минимальную ширину контактной площадки b, отношение минимального диаметра металлизированного отверстия к толщине платы d/h, предельное отклонение ширины проводников, контактных площадок, отверстий  At,  и предельных смещений проводников на плате П.

Неспециализированное оборудование рядового радиозавода позволяет изготавливать платы 1-го и 2-го классов точности. Заводы с отечественным специализированным оборудованием могут выпускать серийно платы 3-го класса точности. Заводы с иностранным специализированным оборудованием могут выпускать серийно платы 4-го класса точности. Платы 5-го класса точности практически невозможно изготавливать на отечественных радиозаводах.

Таблица 1.1. Наименьшие номинальные значения основных параметров			для классов точностиПП
Условные обозначения элементов		Классы точности ПП
печатного монтажа	1	2	3	4	5
t, мм	0,75	0,45	0,25	0,15	0,10
S, мм	0,75	0,45	0,25	0,15	0,10
b, мм	0,30	0,20	0,10	0,05	0,025
y = d/h	0,40	0,40	0,33	0,25	0,20
At, мм (без покрытия)	±0,15	±0,10	±0,05	±0,03	0; -0,03
At, мм (с покрытием)	+0,25; -0,20	+0,15;-0, ГО	±0,10	±0,05	±0,03
П, мм - ОПП, ДПП, МПП (наружный слой)	0,20	0,10	0,05	0,03	0,02
П, мм — МПП (внутренний слой)	0,30	0,15	0,10	0,08	0,05

Примечание, t— наименьшая номинальная ширина проводника; S— наименьшее номинальное расстояние между проводниками; b— минимально допустимая ширинг контактной площадки; d — номинальное значение диаметра наименьшего металлизированного отверстия; Н — толщина ПП; At/— предельное отклонение ширины печатного проводника, контактной площадки, концевого печатного контакта и др.; 7} — позиционный допуск расположения печатного проводника относительно соседнего элементе проводящего рисунка

4.3. Создание электрической схемы в редакторе схем Schematic.exe

(Загрузка библиотек, ввод конструктивных параметров в режиме Options/Design Rules, расстановка всех элементов в режиме Place Part, соединение элементов в режиме Place Wire, перенумерация позиционных обозначений элементов в режиме Utils/Renumber, установка величины (Value) параметров элементов схемы в режиме Select/Part Propeties (для создания перечня элементов), проверка на наличие ошибок в режиме Utils/ERC, исправление ошибок в режиме Select, сохранение схемы в форматах sch, dxf; создание файла с перечнем списка цепей в режиме Util/Generate NetList; создание архивной библиотеки с используемыми в схеме компонентами в режиме Library/Archive Library, создание файла с перечнем элементов в режиме File/Reports/Attribute)

Ввод конструктивных параметров

Ввод выполняется в режиме File/Design Info или Options/Design Rules всоответствии с  ГОСТ 23.751-86 на основе таблицы с параметрами проводников и зазоров для выбранного класса точности изготовления платы и рекомендуемых ниже  зазоров между цепями разных классов

Вводятся следующие категории и признаки:

Net :  Max Net Length, Min Net Length, optimize (оптимальная длина цепи), TiaNet (Цепь, прокладываемая в тени экрана),ViaStyle (Стиль переходного отверстия), Width

Clearance : Board Ege Clearens (зазор от края платы), Clearance (зазор)Component Spacing (Расстоянии между элементами), Hole to Hole Clearance (зазор между отверстиями), Line to Line Clearance (зазор между проводниками), Pad to Line Clearance (Зазор - Зазор между проводником и контактной площадкой),Pad to Pad Clearance (зазор между двумя КП), Silkscreen Clearance (зазор между элементами на слое маркировки), Via to Line Clearance (зазор между переходным отверстием и проводником), .Via to Pad Clearance (зазор между переходным отверстием и КП),Via to Via Clearance (зазор между двумя переходными отверстиями),

Рекомендуемые зазоры между цепями разных классов :

Общие (Design)                                           Все                             W=0.3, C=0.25

Классы цепей (Net Class):                         

Ток (VCC):                           (напримерVD4-R1/2, R1/1 – DA1/2, …)    W=1.2, C=0.6

Земля (GND):                                   (например      VD1-«4»)                               W=1.5, C=0.6

Сигнальные (Net):               (например     Net00001, Net00002)            W=0.6, C=0.5

Между классами (Class to Class):  (например     Ток – Земля)             C=0.8

Создание архивной библиотеки

Это специальная библиотека, содержащая только используемые в проекте