Контрольная работа по Ки. Т РЭС Целью работы является приобретение навыков определения основных конструктивных, производственных и эксплуатационных параметров РЭС на начальных этапах проектирования, выбора современной элементной базы, отвечающей требуемым электрическим параметрам и заданным условиям эксплуатации (преимущественно для монтажа на поверхность), углубление познаний в области современных методов конструирования и технологии РЭС. В качестве задания выдается схема электрическая принципиальная, содержащая 40 -60 схемных элементов (микросхем, полупроводниковых приборов, пассивных компонентов) и данные об условиях эксплуатации и программе выпуска изделия. В ходе выполнения РГР решаются следующие вопросы: 1) осуществляется перевод схемы на элементную базу для монтажа на поверхность (полное или преимущественное использование КМП); 2) производится анализ схемы, определяются выносные элементы (элементы индикации, коммутации, регулировки, крупногабаритные и высокомощные элементы) рассчитываются величины токов, протекающих по наиболее нагруженным проводникам, рассчитывается их ширина; 3) рассчитываются (подбираются) знакоместа для компонентов, монтируемых на поверхность (КМП) и в отверстия (КМО); 4) рассчитывается площадь печатной платы, необходимая для расположения всех схемных элементов; 5) рассчитывается объем блока с учетом вида аппаратуры (приемная, передающая, вычислительная и т. д. ), количества однотипных узлов и объекта установки (стационарная, возимая и т. д. ) по методике, изложенной в [1]; 6) определяются геометрические размеры блока с учетом использования приемлемых конструкционных систем; 7) разрабатываются УГО элементов цифровой и аналоговой техники, используемых в схеме; 8) оформляются фрагменты перечня элементов и спецификации (например, для одного из печатных узлов); 9) производится расчет такта (ритма) выпуска изделия, в соответствии с которым подбираются отдельные виды оборудования (например, монтажного); 10) разрабатывается схема сборки печатного узла.
Расчетно-графическая работа по дисциплине «Конструирование и технология радиоэлектронных систем» • Целью РГР (контрольной работы) является приобретение навыков определения основных конструктивных, производственных и эксплуатационных параметров РЭС на начальных этапах проектирования, выбора современной элементной базы, отвечающей требуемым электрическим параметрам и заданным условиям эксплуатации (преимущественно для монтажа на поверхность), углубление познаний в области современных методов конструирования и технологии РЭС. • В качестве задания на расчетно-графическую работу выдается схема электрическая принципиальная, содержащая 40 -60 схемных элементов (микросхем, полупроводниковых приборов, пассивных компонентов) и данные об условиях эксплуатации и программе выпуска изделия.
Рекомендуемые источники информации Учебные и справочные пособия: 1. Леухин В. Н. Конструирование и технология РЭС: Практикум- Йошкар-Ола: Мар. ГТУ. - 2009. -128 с. 2. Леухин В. Н. Радиоэлектронные узлы с монтажом на поверхность: конструирование и технология- Йошкар-Ола: Мар. ГТУ. - 2006. - 240 с. 3. Леухин В. Н. Компоненты для монтажа на поверхность: Справочное пособие. Йошкар-Ола: Мар. ГТУ. - 2006. -300 с. 4. Леухин В. Н. Проектирование радиоэлектронных узлов. - Йошкар-Ола: «Периодика Марий Эл» . - 2003. -160 с. 5. Леухин В. Н. Выбор элементной базы по конструктивным и эксплуатационным параметрам: справочное пособие Электронные ресурсы: 1. Технология монтажа на поверхность 2. База данных по КМП 3. Классификатор ЕСКД 4. Варианты установки электрорадиоэлементов на печатные платы 5. Рекомендации по проектированию печатных узлов. – М. : ОСТЕК, 2008 6. Электронный справочник « 6 в 1» (или « 7 в 1» )
Задание на расчетно-графическую работу 534 УХЛ 2 – Р 050233 Радио, 2005, № 2, с. 33 Категория размещения РЭС . Климатический район Условия производства (lg. N = 4, N = ? ) Количество однотипных узлов в блоке Объект установки Тип аппаратуры (первый элемент обозначения): 1 - стационарная; 2 - носимая; 3 - возимая на автомобильном транспорте; 4 - возимая на гусеничном транспорте; 5 - морская (судно); 6 - авиационная (с поршневым двигателем); 7 - авиационная (с реактивным двигателем); 8 - ракетная и космическая; 9 - буйковая. Климатическое исполнение
Пример задания
Пример задания
Общий анализ задания на РГР Рекомендуется выполнять в следующей последовательности: • Анализируются условия эксплуатации и особенности проектирования аппаратуры данного назначения • Анализируется схема электрическая принципиальная
1 Анализ ТЗ ● ограничения, накладываемые объектом установки на массогабаритные, надежностные, стоимостные и др. показатели; ● уровень механических воздействий в зависимости от объекта установки (по данным таблицы 2. 1); ● диапазон рабочих температур и воздействие других климатических факторов в зависимости от климатического района и категории размещения РЭС (по данным таблицы 2. 2); ● ограничения, накладываемые объемом производства печатного узла на выбор ряда конструктивных решений (выбор способа изготовления печатной платы, класса точности печатной платы, типов корпусов электрорадиоэлементов и вариантов их установки и размещения на печатной плате); ● способ установки печатного узла в блоке (вертикальная или горизонтальная ориентация, направление механических воздействий и теплового потока по отношению к расположению компонентов, способ механического закрепления узла); ● будет ли изменяться давление окружающей среды в процессе эксплуатации радиоэлектронного узла (не герметичные блоки бортовых РЭС). Данное обстоятельство сказывается на величине пробивного напряжения между элементами печатной схемы, изменении условий конвективного теплообмена.
Механические воздействия Вибрация Аппаратура и условия ее работы Стационарная аппаратура частота, Гц амплитуда, мм Ударное ускорение, ускоре ние, g g Линейное ускорение, g Акустическое воздействие до 2 10. . . 2000 до 10 20. . . 2000 0, 05 до 10 200. . . 400 автомобильный 0. . . 15 (200) 10. . . 40 до 50 железнодорожный 2. . . 3 (100) до 40 (до 2) до 50 1. . . 15 1, 5. . . 3 200… 400 0. . . 15 до 40 5. . . 150 0, 15 5. . . 500 (2000) 27. . . 0, 15 до 165 до 50 Наземный транспорт: гусеничный. 150. . . 9600 до 50 Переносная аппаратура Р, д. Б до 5 10. . . 55 f, Гц Морской транспорт: корпус мачты Авиационный транспорт: с поршневым двигателем с реактивным двигателем до 6 15. . . 30 Ракеты: большие 10. . . 3000 до 40 до 50 5. . . 15 150. . . 9600 до 165 малые 50… 5000 до 30 до 100 30. . . 50 150… 960 0 до 165 Падение аппаратуры с вы соты 30. . . 50 см на бетон ный пол 550
1. 1 Примеры ограничений, накладываемых на конструкцию РЭС объектом установки Бортовые РЭС 1) жесткие требования по габаритам и массе; 2) требования высокой надежности. . Допустимость применения новейших комплектующих, материалов повышенной стоимости с высокими электрическими или физико-механическими характеристиками, обеспечивающих повышение надежности; 3)воздействие значительных механических нагрузок (вибрации, удары, линейные ускорения, акустический шум); 4)возникновение термоударов при быстром и значительном изменении температуры; 5)возможность работы при пониженном давлении; 6)высокая ремонтопригодность в предстартовый период (легкосъемность, типизация, наличие контрольных точек); 7)необходимость использования развитых конструкционных систем, позволяющих варьировать основные размеры (Н, В и L) в широких пределах и обеспечивающих хорошую вписываемость конструктивов в фюзеляж округлой формы; 8)необходимость тщательной отработки лицевых панелей из-за высокой загруженности оператора (пилота). Буйковые РЭС 1) особая продолжительность необслуживаемой эксплуатации (отсюда – высокие требования по надежности, минимизации энергопотребления); 2) воздействие сильных ударов (волнение, удары о корпус судна, льдины, установка путем сбрасывания на воду с высоты до 10 м); 3) воздействие на корпус агрессивной среды; 4) необходимость обеспечения надежной герметизации корпуса и составных частей; 5) ограниченный внутренний объем буйка; 6) округлая конфигурация буйка (цилиндр, шар, конус), что требует использовать конструктивы РЭС в форме круга, сегмента, цилиндра
1 Анализ ТЗ. Анализ массовости выпуска Условия производства (третий элемент обозначения): 0 - опытный образец; 1 - опытная партия (10 шт. ); 2 - установочная серия (100 шт. ); 3 - мелкосерийное производство ( 1000 шт. ); 4 - среднесерийное производство ( 10000 шт. ); 5 - крупносерийное производство ( 100000 шт. ); 6 - массовое производство (более 100000 шт. ). Массовость выпуска РЭУ должна учитываться при: • выборе метода изготовления печатной платы; • выборе типов корпусов электрорадиоэлементов и вариантов их установки; • компоновке (расположению) элементов на печатной плате с целью обеспечения максимальной производительности при сборке узла; • назначении способа маркировки • подбора технологического оборудования (при выполнении РГР)
2 Анализ схемы электрической принципиальной Необходимо выяснить и определить: ● схемотехническое назначение устройства (коэффициент усиления, частотный диапазон, точность преобразования) ● наличие симметрии схемы ● величины действующих напряжений и минимально допустимые расстояния между соседними проводниками ● максимально протекающий ток по проводникам и назначение исходя из этого их ширины ● выносные элементы (крупногабаритные, с большой массой, элементы индикации, датчики и т. д. ) Атмосферное давление, Па (мм. рт. ст. ) Нормальное 53600 (400 мм рт. ст) 666 (5 мм рт. ст) Напряжение, В, не более при расстоянии между проводниками, мм Материал 0, 1… 0, 2… 0, 3… 0, 4… 0, 7… 1, 2… 2 ГФ - 30 100 150 300 400 СФ 25 50 150 300 400 600 ГФ - 25 80 110 160 200 СФ 20 40 110 160 200 300 ГФ - 20 30 58 80 100 СФ 10 30 50 80 100 130
Рекомендуемые источники информации для анализа и расчета Э 3: 1. Лаврентьев Б. Ф. Цифровая и аналоговая схемотехника 2. Расчет электронных схем. Примеры и задачи: Учебное пособие для вузов по спец. электрон. техники /Г. И. Изъюрова, Г. В. Королев, В. А. Терехов и др. – М. : Высш. шк. , 1987. – 335 с. 3. Коломбет Е. А. Микроэлектронные средства обработки аналого-вых сигналов. – М. : Радио и связь, 1991. – 376 с. 4. Алексенко А. Г. , Коломбет Е. А. , Стародуб Г. И. Применение пре-цизионных аналоговых ИС. – М. : Сов. Радио, 1980. – 224 с. 5. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л. : Энергоатомиздат, 1988. – 304 с. 6. Гальперин М. В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. – М. : Энергоатомиздат, 1987. – 320 с. 7. Роберт Хайнеман. PSPICE. Моделирование работы электронных схем 8. Программы по моделированию схем: Micro-CAP MLABInst. BR PCLAB и др.
3 Выбор элементной базы Критерии выбора: 1) обеспечение требуемых электрических параметров с необходимым коэффициентом запаса (в том числе обеспечение точности преобразования сигналов, температурной и временной стабильности); 2) устойчивость против механических воздействий, характеризующих объект установки; 3) работоспособность в диапазоне температур и других климатических факторов заданного климатического исполнения; 4) конструктивная и технологическая совместимость всех типов элементов, возможность их автоматической установки; 5) допустимость использования в новых разработках; 6) относительные массогабаритные, стоимостные показатели и показатели надежности.
Разновидности транзисторов.
Разновидности транзисторов. а – биполярный транзистор типа p-n-p; б - биполярный транзистор типа n-p-n; в – однопереходный транзистор с n -базой; г - однопереходный транзистор с р-базой; д – полевой транзистор с затвором на основе р-n перехода с каналом n-типа; ж – полевой транзистор с затвором на основе р-n перехода с каналом р-типа; з - полевой транзистор с изолированным затвором с р-каналом; и - полевой транзистор с изолированным затвором с n-каналом; к - полевой транзистор с изолированным затвором обогащенного типа с n-каналом и внутренним соединением подложки и истока; л - полевой транзистор с изолированным затвором обедненного типа с n-каналом и внутренним соединением подложки и истока; м - IGBT транзистор с n-каналом; н - IGBT транзистор с р-каналом
Условные графические обозначения некоторых элементов. а б к и в л п г д е м р ж н с о т у 45° R=5 или R=6 2 R ф х ц ш з Щ
Обозначения логических элементов
Указатель типов микросхем, сведения о которых помещены в справочнике.
Состав интегральных схем ТТЛ серий (выдержки из приложения Д издания 5) ИС 133 134 155 АГ 1 + + АГ 3 + 530 531 + АП 1 555 + + + АГ 4 533 1530 1531 1533 + + АП 2 + + АП 3 + + + АП 4 + + + АП 5 + + АП 6 + + ВА 1 +
Состав интегральных схем КМОП серий ИС 164 176 561 ИД 1 + ИД 2 + + ИД 3 + 1561 + АГ 1 564 + + ИД 4 + ИД 5 + ИЕ 1 + ИЕ 2 + ИЕ 3 + ИЕ 4 + ИЕ 5 +
Анализ схемных элементов Позиционное обозначение Выполняемые функции и основные характеристики Конденсаторы электролитические C 1 С 5, С 13, С 16 100 мк. Фx 16 В 1 мк. Фx 6, 3 B C 10 2, 2 мк. Фx 16 B C 7 4, 7 мк. Фx 16 B C 12 10 мк. Фx 16 B C 20 220 мк. Фx 16 B Конденсаторы керамические C 2, С 11, С 17, С 15 Конденсатор общего применения 0, 047 мк. Ф C 3, С 14 Конденсатор общего применения 0, 1 мк. Ф С 4, С 8, С 9, C 15 Конденсатор общего применения 0, 01 мк. Ф C 6 Конденсатор общего применения 0, 47 мк. Ф C 18 Конденсатор общего применения 1000 п. Ф Микросхемы DD 1, DD 5 4 элемента 2 ИЛИ НЕ (КМОП) DD 2, DD 6 2 D триггера с динамическим управлением (КМОП) DD 3, DD 4, DD 7 DD 8 4 х разрядный двоичный реверсивный счетчик (КМОП) 8 канальный коммутатор (КМОП) Резисторы R 1, R 2, R 6, R 7, R 11, R 14, R 15, R 22 Резистор прецизионный 100 к. Ом
Результаты анализа схемных элементов
4 Выбор конструктивно-технологического варианта узла Технолог ия Конструктивное исполнение Обозн ачение Схема ТМП +ТМО КМП 1 Тип элементов технологи КМП КМО 1 2 1 ческог о проце сса Метод пайки Примечание ТМП КМП 1 1 ИК, ПФ, ПН + КМП 2 Тип 1 + (А) + Односто ронний монтаж ИК, ПФ 2 Двусторон ний монтаж КМО 3 + + ИК, ПФ, ПН+ПФ КМП 2 – пассивные 4 ТМП +ТМО Тип 2 (В) + + ВП КМП 1 – пассивные и активные КМП 2 Примечание: ИК – пайка инфракрасным излучением; ПФ – пайка в паровой фазе; ПН – пайка на плоских нагревателях; ВП – пайка волной припоя.
Разновидности электронных сборок Тип 1 В: SMT Только верхняя сторона Тип 2 С: SMT верхняя и нижняя стороны или PTH на верхней и нижней стороне Тип 2 B: SMT Верхние и нижние стороны Тип 2 C: SMT только нижняя сторона или PTH только верхняя Специальный тип: SMT верхняя сторона в первом случае и верхняя и нижняя во втором, но PTH только верхняя сторона Тип 1 С: SMT только верхняя сторона и PTH только верхняя Тип 2 Y: SMT верхняя и нижняя стороны или PTH только на верхней стороне
6 Выбор элементов внешнего контактирования
Определение знакомест компонентов Разметка и размеры посадочного места корпуса SOT 23 Разметка посадочного места корпуса SO 14 и SO 16.
6 Выбор элементов внешнего контактирования Разновидности разъемов, устанавливаемых на печатные платы
Методы установки и присоединений соединителей к печатным платам, расположенным во взаимно перпендикулярных плоскостях: а — пайка под углом и впрямую; 6 — пайка и накрутка; в — пайка и накрутка при непосредственном сочленении печатных плат
Особенности конструкции печатной вставки (для разъемов типа SL-36, SL-62, SL-98, SL-120, СНП 15 -96)
Присоединение кабеля к контактам способом прокалывания При соединении способом прокалывания провод с изоляцией с усилием вводится между зубьями вывода разъема. Зубья, прокалывая электроизоляционный материал, обеспечивают контактирование с проводом, деформируя его. При этом распайка проводников не требуется. Такой метод успешно применяется при монтаже ленточных кабелей.
Разъемы для монтажа на поверхность.
Определение знакомест компонентов
12 Определение размеров печатной платы Соотношение площадей проекций элементов, монтажной площади и полной площади печатной платы - площадь проекции элементов на печатную плату - площадь печатной платы с учетом коэффициента увеличения ее площади - полная площадь печатной платы с учетом краевых полей
12 Определение размеров печатной платы При определении полной площади платы вводят коэффициент ее увеличения Кs= (1, 5. . . 3): где N - количество компонентов на плате; SКП - площадь краевых полей платы; Sустi. – установочная (монтажная) площадь i-го элемента Геометрические размеры прямоугольной платы a·b =Sпл, где a и b – длина и ширина платы (должны соответствовать требованиям ГОСТ 10317 -79, а именно быть кратными 2, 5 мм при размере большей стороны платы до 100 мм; 5 мм – до 360 мм и 10 мм – свыше 360 мм). При этом соотношение сторон платы не должно быть более чем 3 : 1
Выбор варианта компоновки блока На рисунке обозначено: V 1 – объём, занимаемый ячейками; V 2 – объём, занимаемый элементами электрической коммутации и монтажными соединениями; L, H, B – длина, высота и ширина блока; Lк, Нк, Вк – части блока, занимаемые элементами коммутации.
Значения коэффициентов заполнения объема блока Вид аппаратуры стационарная возимая морская бортовая Передающая Приемная Выпрямительная Электронная Управляющая и вычислительная Бытовая Измерительная 0, 2 0, 4 0, 5 0, 4. . 0, 6 0, 4 0, 5 0, 6. . 0, 7 0, 5. . 0, 7 0, 3 0, 5 0, 6 0, 5. . 0, 7 0, 6. . 0, 7. . 0, 8. . 0, 9 0, 5. . 0, 7 0, 3. . 0, 5 0, 4. . 0, 6. . 0, 8 0, 5. . 0, 7 0, 8. . 0, 9 0, 4. . 0, 6
Пример конструкционной системы бортовых РЭС
Конструкционная система электронных приборов
Серийно выпускаемые пластмассовые корпуса Артикул Размеры, мм АБС, светло-серый, темно-серые концевые панели Артикул Размеры, мм АБС антипирен, темно-серый, светло-серые концевые панели G 430 90 x 50 x 16 G 401 90 x 50 x 16 G 431 90 x 50 x 24 G 403 90 x 50 x 24 G 434 90 x 50 x 32 G 404 90 x 50 x 32 G 436 120 x 60 x 30 G 407 120 x 60 x 30 G 438 120 x 60 x 40 G 410 120 x 60 x 40 G 440 120 x 60 x 50 G 412 120 x 60 x 50 G 443 150 x 80 x 30 G 413 150 x 80 x 30 G 445 150 x 80 x 45 G 416 150 x 80 x 45 G 447 150 x 80 x 60 G 418 150 x 80 x 60 G 452 190 x 100 x 40 G 421 190 x 100 x 40 G 454 190 x 100 x 60 G 422 190 x 100 x 60 G 459 190 x 100 x 80 G 425 190 x 100 x 80
Скачать презентацию Контрольная работа по Ки Т РЭС Целью работы
Контрольная работа по КиТ РЭС ЗРРТ.ppt