Міністерство освіти України

Одеський Національний Політехнічний Університет

Інститут радіоелектроніки та телекомунікацій

Кафедра “Електронних засобів та інформаційних

комп`ютерних технологій”



ТЕМА: “Вибір елементної бази УКВ радіоприймача та проектування смугового фільтру ”.



Пояснювальна записка до курсового проекту з курсу

“ Елементна база електронних апаратів”.



Виконав:



Керівник:

проф. каф. ЕЗІКТ

Ніколаєнко В.М.



Одеса - 2007



ЗМІСТ

Ст.



1. ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ ЕА З УРАХУВАННЯМ ЗАДАНИХ ВИМОГ

1.1. Вибір ЕБ з урахуванням схемно-функіонального призначення

та надійнісно-експлуатаційних показників ..…………………………

1.2. Вибір ЕБ з урахуванням конструкторсько-технологічних та економічних показників …………………….………………………...

2. ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦІАЛЬНОГО ЕЛЕКТРОРАДІОЕЛЕМЕНТА(ЕРЕ)

2.1. Загальні положення……………………………………………………

2.2. Методика проектування спеціального ЕРЕ ………………………….

2.3. Параметри і конструкція спеціального ЕРЕ …………………………

3. СПЕЦІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ З ВИБОРУ ЕБ І ПРОЕКТУВАННЯ ЗАДАНОГО ЕРЕ

3.1. Термокомпенсація заданого фрагмента схеми ЕА …………………..

3.2. Розрахунок виробничіх та експлуатаційних допусків основного параметра заданого ЕРЕ ………………...…………………………….

Висновки …………………………………………………………………………...

Список літератури ………………………………………………………………...

Додатки…………………………………………………………………………….

Графічні матеріали…………………………………………………………………



Вступ



Дана курсова робота націлена на закріплення знань у галузі сучасної елементної бази (ЕБ), спеціальних елементів та пристроїв функціональної електроніки, а також отримання практичних навиків використання, та застосування вказаних елементів та проектування спеціальних типів для електронних апаратів різного призначення з урахуванням технічних, експлуатаційних та економічних характеристик.

Вхідною інформацією для цієї курсової роботи є принципова електрична схема та її експлуатаційні характеристики.

Усі супутні розрахунки під час виконання роботи передбачається проводити із використанням ЕОМ. Спеціальні розрахунки, які передбачені у роботі, присвячені термокомпенсації заданого фрагменту схемотехнічної реалізації ЕА, а також аналізу відхилень та забезпеченню стабільності основних параметрів спроектованих елементів. Методику розрахунку спеціального ЕРЕ слід реалізувати у вигляді програми та навести приклад розрахунку.



1. ВИБІР ЕЛЕМЕНТНОЇ БАЗИ ЕА З УРАХУВАННЯМ ЗАДАНИХ ВИМОГ

1.1. Вибір ЕБ з урахуванням схемно-функціонального призначення та надійнісно-експлуатаційних характеристик



Вимоги, що ставляться до параметрів, властивостей та характеристик електрорадіоелементів, і, як наслідок, обмеження на їхні типи, визначаються функціональним призначенням схем та ланцюгів, у яких вони використовуються. При виборі елементної бази до певного ЕА також необхідно враховувати умови експлуатації цього ЕА. Для даного варіанту курсової роботи задані наступні умови експлуатації:

умови експлуатації – літакові;

відносна вологість – 90% при 40 С;

висота над рівнем моря – до 20 км;

діапазон робочих температур: -60 … +80 С.

Вибір елементної бази слід виконати для певної частини схеми любительської УКВ радіостанції (принципова схема наведена у додатку

Вибір ЕБ ЕА з урахуванням надійнісно-експлуатаційних показників засно ваний на схемно-функціональному аналізі та відповідних обме женнях типів елементів і представляє собою ітераційний процес. На кожному кроці цього процесу проводиться розрахунок наступного основного показника надійності ЕБ ЕА

(1.1)

де - сумарна інтенсивність відмов вибраного комплексу компонентів ЕБ ЕА;

- відповідно кількість в ЕА: резисторів, конденсаторів, напівпровідникових приладів, моточних виробів, інших елементів схеми

(фільтрів, ліній затримки, елементів пам'яті, пристроїв індикації, пристроїв

функціональної електроніки, комутуючих пристроїв, джерел живлення, тощо);



1/год - інтенсивність відказів з'єднання пайкою;

- інтенсивність відказів у номінальному режимі і-го відповідно: резистора, конденсатора, напівпровідникового приладу, моточного виробу, іншого елемента схеми;

- кількість виводів і-го відповідно: резистора, кон денсатора, напівпровідникового прилада, моточного виробу, іншого елемента схеми ;

- коректуючи коефіцієнти, які враховують умови експлуа тації ЕА.

; ; ; ; ; - поправочні коефіцієнти, що залежать від Кн (ко ефіцієнта навантаження) та t (температури) відповідно для резисторів, конденса торів, напівпровідникових приладів, моточних виробів та інших елементів схеми ЕА

Ітераційний процес базується на величину сумарної інтенсивності відказів впливають значення коефіцієнтів на вантаження Кн компонентів ЕБ ЕА, та можна змінювати, вибираючи інші типи елементів ().

На цьому етапі мета курсової роботи полягає у забезпеченні оговоре ного співвідношення між та величиною часу наробки на відмову ЕА, яку за дано.

Час наробки на відмову складає 24 000 годин.

При коефіцієнті навантаження на елементи kн=0,5 в результаті розрахунків отримали час наробки на відмову приблизно 76563 годин. Що значно перевищує час встановлений умовами експлуатації. Збільшення коефіцієнту навантаження до kн=1 значно зменшило час наробки, проте отримане значення 28507 все ще залишається досить великим. Тому коефіцієнт навантаження для резисторів і конденсаторів було збільшено до значення kн=1,2 , а для діодів та транзисторів kн=1,1 . Дані дії дозволили одержати часу наробки на відмову рівним 25800, що задовольняє умові Т0 [T0З; T0З+20%].

Результати остаточних розрахунків наведені в таблиці 1:



1.2. Вибір ЕБ з урахуванням конструктивно-технологічних та економічних показників



Конструктивно – технологічні показники складаються з конструктивних параметрів ЕБ ЕА (.3 HYPER14HYPER15- сумарна маса та об’єм комплексу) і технологічних параметрів (i = 1,…5).

Сумарна маса ЕБ ЕА визначається формулою

(1.2)

Де - маса і-го елемента відповідно: резистора, конденсато ра, напівпровідникового приладу, моточного виробу, іншого елемента схеми.

г

Сумарний об’єм знаходиться за наступною формулою

(1.3)

Де - об’єм і-го елемента відповідно: резистора, конденсатора, напівпровідникового приладу, моточного виробу, іншого елемента схеми.

= 3392,205

Технологічні показники визначаються наступним чином. Коефіцієнт застосування компонентів ЕБ ЕА (tion.3 HYPER14HYPER15) має вигляд

(1.4)

Де - сумарна кількість типорозмірів оригінальних компонентів ЕБ ЕА для усіх п’яти типів ( резисторів, конденсаторів і т.д.);

- сумарна кількість типо розмірів компонентів ЕБ ЕА для усіх п’яти типів компонентів.

К1=1-9/12=0,25

Коефіцієнт повторення компонентів ЕБ ЕА () визначається за формулою

(1.5)

де - загальна кількість компонентів комплексу ЕБ ЕА.

К2=1-12/33=0,64



Коефіцієнт повторення мікросхем і мікрозбірок у ЕБ ЕА () має вигляд

(1.6)

де - кількість типорозмірів корпусів мікросхем і мікрозбірок в ЕБ ЕА;

- загальна кількість мікросхем і мікрозбірок в ЕБ ЕА.

К3=1-2/2=0

Коефіцієнт установочних розмірів компонентів ЕБ ЕА () представляється виразом

(1.7)

де HYPER14HYPER15 - кількість видів установочних розмірів компонентів ЕБ ЕА.

К4=1-8/33=0,76

Коефіцієнт автоматизації і механізації підготовки компонентів ЕБ ЕА до монтажу () можна описати наступним чином

(1.8)

де EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15- кількість компонентів ЕБ ЕА, підготовка котрих до монтажу здійснюється механічним та автоматизованим методом.

К5=31/33=0,94

Економічний показник представляє собою сумарну вартість усіх компонентів ЕБ ЕА ()

MBED Equation.3 HYPER14HYPER15 (1.9)

Де - вартість і-го відповідно: резистора, конденсатора, напівпровідникового прилада, моточного елемента, іншого елемента схеми.

грн..

Результати програмного розрахунку цього етапу вибору ЕБ наведені у таблицях 2,3,4:





Таблиця 2. Загальна маса елементів

Тип ЕРЕ

n

Масса 1шт,гр

масса,гр

Общая Масса,гр



Резистор СП2-5-0,5

1

15

15

24,67



Резистори С1-4

12

0,18

2,16



Конденсатори К53-1A-16В 0,1мкФ 5%

7

0,6

4,2



Конденсатори К10-23-16В 5%

5

0,36

1,8



Діод КД521А

1

0,25

0,25



Варикап КВ132А

1

0,3

0,3



Транзистор КТ3130-А9

1

0,3

0,3



Транзистор BF998

1

0,18

0,18



Фільтр LT455GW

1

6

6



Мікр