Проектирования синтезатора частоты УКВ-радиостанции, страница 2

Эксплуатационные требования

Простота управления и обслуживания:

·  Управление осуществляется с помощью 4-х многофункциональных кнопок.

·  Цифровая индикация частоты.

·  Выполнение  большей части схемы в виде  микросборки.

Требования к наличию аппаратных и программных средств для профилактического контроля и настройки изделия:

·  Настройка синтезатора осуществляется конденсатором переменной ёмкости. Контроль выходной частоты можно осуществлять с помощью частотомера.

Требования к органам индикации и управления, обеспечивающих безопасную и нормальную работу оператора:

·  Перестройка частоты осуществляется с помощью 4-х кнопок:

·  Одновременное нажатие кнопок +25 и -25 переключает синтезатор в режим ретранслятора. При этом в крайнем левом разряде индикатора появляется буква "Р". Повторное нажатие этих двух кнопок возвращает синтезатор из режима ретранслятора в обычный режим и буква "Р" в левом разряде индикатора пропадает.

·  Одновременное нажатие кнопок +100 и -100 переключает шаг перестройки. После этого кнопки +25 и -25 перестраивают синтезатор на +5 и -5 кгц соответственно, а кнопки +100 и -100 на +20 и -20 кгц. Повторное нажатие возвращает синтезатор в режим перестройки 25/100 кгц.

·  Звуковое подтверждение нажатия кнопок.

Требования к транспортировке.

Изделие должно сохранять свою работоспособность после транспортирования при многократных ударах с ускорением 10g и длительностью ударов 10 мс, при температуре –50 ÷ +50 ºС, относительной влажности 93% при температуре 40 ºС и атмосферном давлении  84  ÷ 109,7 кПа.

Требования к хранению.

Изделие должно храниться в складских помещениях при  температуре окружающей среды 5 ÷ 35 ºС при относительной влажности 93% . Срок хранения не более трёх лет.

Требования к надежности

1.  Наработка на отказ не менее Т₀  = 1/λ = 1000 ч
где  λ – интенсивность отказов в единицу времени.

2.  Среднее время восстановления Т_в =1.00 час.

3.  Коэффициент технического использования К_и = Т₀/(Т₀+Т_в) = 0.95

4.  Средний срок службы Т_с  ≥ 5 лет.

3. Конструкторское проектирование

Выбор элементов

Осуществлён подбор библиотечных компонентов для поверхностного монтажа из библиотеки PCAD Libs с помощью редактора Library Executive, созданы отсутствующие компоненты для заданной схемы. Все компоненты схемы содержатся в библиотеке UKV.lib

Выбор класса точности изготовления платы

В конструкторско-технологических требованиях задан класс точности 3 на изготовление платы.

По классу точности 3 для платы:

Наименьшие номинальные значения основных параметров	Таблица 2
Условные обозначения элементов печатного монтажа		Класс точности 3
t, мм		0,25
S, мм		0,25
b, мм		0,10
y = d/h		0,33
At, мм (без покрытия)		±0,05
At, мм (с покрытием)		±0,10
П, мм - ОПП, ДПП, МПП(наружный слой)		0,05

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

Таким образом, необходимо изготовить плату не ниже, чем по третьему классу точности. Платы 3-го класса точности могут выпускать серийно заводы с отечественным специализированным оборудованием.

Заводы с иностранным специализированным оборудованием могут выпускать серийно платы 4-го класса точности. Платы 5-го класса точности практически невозможно изготавливать на отечественных радиозаводах.

Создание электрической схемы в редакторе схем Schematic.exe

Электрическая схема создаётся из элементов, набранных в библиотеку UKV.lib. Часть схемы решено сделать в виде микросборки, поэтому в редакторе схем созданы схемы микросборки и изделия с этой микросборкой.

Рис.1 Электрическая схема микросборки, созданная в редакторе схем.

Рис.2 Электрическая схема синтезатора УКВ, созданная в редакторе схем.

Установлены следующие параметры:

Цепи разных классов (W – ширина проводника, C – зазор):

Питание (VCC и GND): W=1.2 мм, C=0.6 мм

Сигнальные (Signal): W=0.6 мм, C=0.5 мм

Между цепями разных классов (Class to Class): C=0.8 мм

Зазор от края платы до проводников: 5 мм

Создание архивной библиотеки

Создаётся с помощью команды Library/Archive Library… . Archive_UKV.lib

Создание файла с перечнем элементов

Файл с перечнем элементов генерируется с помощью командыFile/Reports. Затем файл редактируется, объединяя в одну строку элементы с одинаковыми типами и номиналами. Файл с перечнем элементов – fSyntezatorUKV.txt

Разработка печатной платы в редакторе плат PCB.exe

После создания схемы в редакторе схем генерируется Netlist – файл, содержащий информацию о соединениях между элементами. При загрузке этого файла в редактор плат происходит автоматическое размещение элементов и создание связей между ними. Затем командой Route/Autorouters открывается окно выбора трассировщика и настройки параметров разводки. Выполняем разводку с помощью трассировщика SPECCTRA.

Рис.3 Результат трассировки платы синтезатора УКВ.

Создание трех видов платы в режиме File/Export/Dxf

Результаты создания видов платы сверху (UKV-top.dxf), снизу (UKV-bot.dxf) и вида на элементы (UKV-silk.dxf)

Разработка конструкторской документации в редакторе AutoCAD

Фрагмент чертежа с верхним видом на плату с проводниками

Фрагмент создаётся на основе вида из файла UKV-top.dxf. Проставляются размеры, наносится координатная стенка. Фрагмент чертежа сохраняется в формате dwg

 Рис.4 Фрагмент чертежа с верхним видом на плату с проводниками.

Фрагмент чертежа с нижним видом на плату с проводниками

Фрагмент создаётся на основе вида из файла UKV-bot.dxf. Проставляются размеры, наносится координатная стенка. Фрагмент чертежа сохраняется в формате dwg

 Рис.5 Фрагмент чертежа с нижним видом на плату с проводниками.