диплом 1. 2 Анализ исходных данных и основные технические требования к

• Название: 2 Анализ исходных данных и основные технические требования к
• Дата: 10.06.2022
• Размер: 0.82 Mb.
• Имя файла: диплом 1.doc
• Тип: Реферат; #584644
• страница: 5 из 7

Эмаль ГФ‑245-ПМ, светло-серая, ГОСТ 18374-79 - покрытие эмалью ГФ‑245-ПМ, цвет светло-серый, эксплуатируется в условиях умеренного климата.

Эмаль ГФ‑245-ПМ предназначена для покрытия металлических поверхностей, работающих в условиях умеренного и холодного климата. Стойкость эмалей к статическому воздействию воды не менее 24 ч.

5.3 Выбор способов и методов экранирования
Экранирование  локализация электромагнитной энергии в определенном пространстве, за счет ограничения распространения ее всеми возможными способами.

Из этого следует, что в понятие экрана входят как детали механической конструкции, так и электротехнические детали фильтрующих цепей и развязывающих ячеек, ибо только их совместное действие дает необходимый результат [5].

При прохождении мощных сигналов по цепям связи последние становятся источниками электромагнитных полей, которые, пересекая другие цепи связи, могут наводить в них дополнительные помехи. Источниками электромагнитных помех могут быть также мощные промышленные установки, транспортные коммуникации, двигатели и т.д. Для того, чтобы локализовать, где это возможно, действие источника или сам приемник помех, используют экраны. По принципу действия различают электростатическое, магнитостатическое и электромагнитное экранирование.

Электростатическое экранирование  вид экранирования, заключающийся в шунтировании большей части (или всей) паразитной емкости емкостью корпуса.

Электромагнитное экранирование. Переменное высокочастотное электромагнитное поле при прохождении через металлический лист либо перпендикулярно, либо под некоторым углом к его плоскости, наводит в этом листе вихревые токи, поле которых ослабляет действие внешнего поля. Металлический лист в данном случае является электромагнитным экраном. Примером электромагнитного экрана служит корпус блока управления электромеханическим замком.

Внутриблочное экранирование и электромагнитная совместимость элементов и узлов сводятся к решению ряда конструктивных задач, основными из которых являются:

• 
  анализ и учет паразитных емкостных связей, между пленочными элементами и проводниками объединительного и выводного монтажа в ячейках блоков РЭС;
  
• 
  покаскадное экранирование и последовательное расположение каскадов в блоках приемно-усилительной аппаратуры;
  
• 
  экранирование ЭРЭ с сильными полями и критичных к внешним электромагнитным наводкам;
  
• 
  расчет на резонансные частоты корпусов блоков РЭС, реализующих схему СВЧ [7].
  

Экранированные провода, коаксиальные кабели и многожильные экранированные шланги с экранированными проводами внутри них следует применять в основном для соединения отдельных блоков и узлов друг с другом. Они позволяют защитить многоблочные устройства от наводок, поступающих извне, от взаимных наводок внутри устройства и защитить от наводок приборы, находящиеся в окружающем пространстве. Следует обратить особое внимание на качество присоединения оплеток к корпусам приборов [7].

В разрабатываемой конструкции блока управления электромеханическим замком нет источников электромагнитных помех.

5.4 Выбор способов и методов виброзащиты
Вибрации подвержены РЭС, установленные на автомобильном, железнодорожном транспорте, в производственных зданиях, на кораблях и самолетах.

Практический диапазон частот вибрации, действующей на РЭС, имеет широкий предел. Например, для наземной аппаратуры, переносимой или перевозимой на автомашинах, частота достигает 120 Гц при ускорении, действующем на приборы, до 6 g. Работающие в таких условиях РЭС должны обладать вибропрочностью и виброустойчивостью.

Вибропрочность - способность РЭС противостоять разрушающему действию вибрации в заданных диапазонах частот и при возникающих ускорениях в течение срока службы.

Виброустойчивость - способность выполнять все свои функции в условиях вибрации в заданных диапазонах частот и возникающих при этом ускорениях.

Известно, что в приборах, не защищенных от вибрации и ударов, узлы, чувствительные к динамическим перегрузкам, выходят из строя. Делать такие узлы настолько прочными, чтобы они выдерживали максимальные (действующие) динамические перегрузки, не целесообразно, так как увеличение прочности, в конечном счете, ведет к увеличению массы, а вследствие этого и к неизбежному возрастанию динамических перегрузок. Поэтому целесообразно использовать другие средства для снижения перегрузок [8].

Покрытие платы лаком не только обеспечивает защиту от вибрации, но и создает дополнительные точки крепления элементов к плате.

В разрабатываемой конструкции блока управления электромеханическим замком применено два вида соединений: разъемные и неразъемные. К первому виду относятся в основном резьбовые соединения, ко второму -- пайка, сварка, развальцовка.

Основным недостатком резьбовых соединений является самоотвинчивание при действии вибрации. Для устранения самоотвинчивания в разрабатываемой конструкции применяются контровочные шайбы.

Сварочные соединения должны быть точно рассчитаны, качество сварки должно контролироваться.
6 Расчет конструктивных параметров изделия

6.1 Компоновочный расчет блоков РЭС
Выбор компоновочных работ на ранних стадиях проектирования позволяет рационально и своевременно использовать или разрабатывать унифицированные и стандартизированные конструкции РЭС. В зависимости от характера изделия (деталь, прибор, система) будет выполняться компоновка различных ее элементов. Основная задача, которая решается при компоновке РЭС, - это выбор форм, основных геометрических размеров, ориентировочное определение веса и расположение в пространстве любых элементов или изделий РЭС. На практике задача компоновки РЭС чаще всего решается при использовании готовых элементов (деталей) с заданными формами, размером и весом, которые должны быть расположены в пространстве или на плоскости с учетом электрических, магнитных, механических, тепловых и др. видов связи.

Методы компоновки элементов РЭС можно разбить на две группы: аналитические и модельные. К первым относятся численные и номографические, основой которых является представление геометрических или обобщенных геометрических параметров и операций с ними в виде чисел. Ко вторым относятся аппликационные, модельные, графические и натурные методы, основой которых является та или иная физическая модель элемента, например в виде геометрически подобного тела или обобщенной геометрической модели.

Основой всех методов является рассмотрение общих аналитических зависимостей. При аналитической компоновке мы оперируем численными значениями различных компоновочных характеристик: геометрическими размерами элементов, их объемами, весом, энергопотреблением и т.п. зная соответствующие компоновочные характеристики элементов изделия и законы их суммирования, мы можем вычислить компоновочные характеристики всего изделия и его частей.

Для определения размеров печатных плат и габаритных размеров корпуса БУ произведем компоновочный расчет.

Рассчитаем установочные площади типоразмеров элементов, устанавливаемых на печатные платы. Установочные габариты элементов приведены в таблице 6.1.1.Таблица 6.1.1 – установочные габариты элементов.

Тип	Количество, шт.				Площадь, мм		Объем, мм
1	2					3		4
Процессорная плата
Резисторы
С2-23-0,125	11					24		72
Конденсаторы
К50-35-100X16В	2					50		650
МО-21	5					48		384
Диоды
КД522А	6					22		66
Микросхемы
ЭКР1830ВЕ31	1					775		3875
D27C64	1					548		2957
DS1230	1					548		2957
ЭКР1568РР1	2					75		375
ЭКР1554ИР22	1					195		975
К561ТЛ1	1					150		750
Транзисторы
КТ3102	2					20		180
Прочие элементы
Резонатор кварцевый РК351	1					40		640
Итого в сумме						3182		175432
Продолжение таблицы 6.1.1
1			2			3			4
Базовая плата
Резисторы
С2-23-0,125	24					24		72
С2-23-0,5	1					56		392
С2-23-2	1					192		1728
Диоды
КД522А	8					22		66
КД243	9					42		210
КС147	1					22		66
Транзисторы
КТ3102	4					30		270
КТ3107	2					30		270
КТ973	3					24		312
Конденсаторы
К50-35-2200X25В	1					380		13305
К50-35-220X16В	1					80		1040
К50-35-100X16В	1					50		754
МО-21	8					48		384
Микросхемы
КР142ЕН5А	1					45		990
Прочие элементы
Трансформатор	1					4225		190125
Вставка плавкая ВП1-1	4					140		1120
Клемник 3-х контактный	3					135		1755
Клемник 2-х контактный	2					90		1170
Реле РЭС-49		1				55		1375
Итого в сумме						8036		231634
Окончание таблицы 6.1.1
1				2		3				4
Блок индикации
Светодиоды АЛ307	2					28		283
Головка динамическая	1					1964		23562
Итого в сумме						2020		24128

Площадь с учетом коэффициента заполнения:

S = S'/Кз (6.1.1)

где S' – суммарная установочная площадь элементов;

Кз – коэффициент заполнения (для стационарной наземной РЭА принимаем равным 0,4).

Подставив, получим:

• 
  для процессорного модуля S = 3176/0,4=7940 мм ;
  
• 
  для базового модуля S = 7694/0,4=19235 мм ;
  
• 
  для модуля индикации S = 2020/0,4=5050 мм .
  

Далее по таблице предпочтительных размеров, по ГОСТ10317-79 , получаем размеры печатных плат:

• 
  для процессорного модуля 120x57 мм;
  
• 
  для базового модуля 120x140 мм;
  
• 
  для модуля индикации 70x65 мм.
  

Ширина процессорного модуля одновременно является максимальной высотой элемента, так как впаивается в базовый блок. Его высота составляет 57 мм.

Далее, зная размеры печатных плат и максимальную высоту элемента и габариты аккумулятора, определяем габариты корпуса прибора, используя предпочтительные ряды чисел. Получим: длина - 183 мм, ширина - 130 мм, высота - 65 мм. Итого объем корпуса:

V = 18313065 = 1546350 мм .

Определяем коэффициент заполнения по объему по формуле (6.1.2):

, (6.1.2)

где – суммарный объем всех элементов:

, мм (6.1.3)

где - суммарный объем элементов базового блока;

- суммарный объем элементов процессорного блока;

- суммарный объем элементов блока индикации;

- объем аккумулятора (110х55х75 мм).

Подставив значения в формулы 5.3 и 5.2 получим:

= 265234+189112+33228+453750=941324 мм .

= 941324/1546350 = 0,6
Выбор печатного монтажа радиоэлементов в блоке обусловлен заданной программой выпуска изделия – 1000шт/год. Печатный монтаж в этом случае является наиболее экономически целесообразным.

При разработке печатных плат необходимо руководствоваться следующими документами:

• 
  ГОСТ23751‑86;
  
• 
  ГОСТ10317‑79;
  
• 
  ОСТ4ГО.010.009;
  
• 
  СТБ 1014-95;
  
• 
  и другие.
  

Исходными данными к разработке топологии печатной платы является:

• 
  схема электрическая принципиальная;
  
• 
  установочные размеры радиоэлементов узла;
  
• 
  рекомендации по разработке монтажа для выбранной серии микросхем.
  

Рекомендации по разработке печатных плат:

• 
  Разводка питающего напряжения узлов и блоков (шин «земля» и «питание») должна проводиться проводниками с возможно более низким сопротивлением.
  
• 
  Низкочастотные помехи, проникающие в систему по шинам питания, должны блокироваться с помощью конденсатора, включенного между выводами «питание» и «земля» непосредственно у начала проводника на печатной плате.
  
• 
  Информационные линии связи рекомендуется выполнять с помощью печатного монтажа.
  
• 
  Проводники, расположенные на различных сторонах платы, должны перекрещиваться под углом 90⁰ или 45⁰ и иметь минимальную длину.
  
• 
  Максимально допустимая длина печатных параллельных проводников, расположенных на одной стороне платы при ширине проводников от 0.5 до 5мм, не должна превышать 30см.
  

С целью уменьшения габаритных размеров разрабатываемой конструкции печатную плату указанного узла целесообразно выполнять двухсторонней. Класс точности печатной платы базового модуля выбираем второй.

Печатные платы первого и третьего классов точности наиболее просты в исполнении, надежны в эксплуатации, имеют минимальную стоимость. Для повышения надежности паяных соединений, отверстия в печатных платах необходимо выполнить металлизированными. Конфигурация печатных плат прямоугольная. Шаг координатной сетки выбран равным 1.25мм как наиболее предпочтительный. Установку радиоэлементов на плате необходимо производить в соответствии с ГОСТ 29137 - 91.