Кроме того, тенденция развития современного приборостроения в России показывает, что как в новых разработках, так и в серийном производстве все шире используются электронные компоненты (электрорадиоизделия и детали аппаратуры) зарубежных производителей. Объективными причинами такого явления послужили резкое сокращение объемов выпуска отечественных ЭРЭ, практическая остановка большинства их производителей, а также отсутствие в последние годы новых разработок элементной базы. Все это на фоне бурного прогресса мировой электронной индустрии привело к отставанию отечественных ЭРЭ от зарубежных на 10–15 лет как по техническому уровню, так и по технико-экономическим показателям. В результате ряд групп современных электрорадиоизделий отечественной промышленностью практически не выпускаются, а те ЭРЭ, что выпускаются, порой значительно дороже зарубежных аналогов. Так, например, зарубежные конденсаторы с оксидным диэлектриком примерно втрое дешевле отечественных аналогов при выигрыше в массогабаритных параметрах.
Все вышеизложенное, а также фактическое разрешение с ноября 1997 г. импортной комплектации отечественной аппаратуры специального назначения, дали серьезный импульс отечественным предприятиям на использование импортных ЭРЭ.
С учетом всего вышесказанного и руководствуясь схемой электрической принципиальной выберем следующие ЭРЭ:
1. В качестве постоянных резисторов выберем резисторы с корпусом
С1–4 (R2, R3, R4, R5, R6, R7).
Рис. 1. Постоянный резистор С1–4
Таблица 1. Характеристики резистора С1–4
Номинальная мощность, Вт(при ) | Диапазон номинальных сопротивлений | Ряд промежуточных значений, допуск | Диаметр,мм | Длина,мм |
0,125 (85) | 1 Ом…3 МОм | Е24, Е96+1;+2; +5; + 10% | 5,5 | 16 |
2. Для резистора R1 выберем резисторы с корпусом С2–33Н.
Рис. 2. Постоянный резистор С2–33Н
Таблица 2. Характеристики резистора С2–33Н
Номинальная мощность, Вт(при ) | Диапазон номинальных сопротивлений | Ряд промежуточных значений, допуск | Диаметр,мм | Длина,мм |
0,5 (70) | 10Ом…10МОм | Е24, Е48+2; +5; + 10 | 2,2 | 6 |
3. Полярные конденсаторы К50–12 (С1, С2, С3).
Рис. 3. Полярный конденсатор К50–12
Таблица 3. Характеристики полярного конденсатора К50–12
Номинальное напряжение, В | Диапазон номинальных емкостей, мкФ | Диаметр,мм | Длина,мм | Диаметр вывода,мм |
25 | 2–5000 | 4,5–32 | 14–85 | 0,9 |
4. Диод КД102Б (VD1).
Рис. 4. Диод КД102Б
Таблица 4. Характеристики диода КД102Б
Uоб/Uимп В/В | Iпр/Iимп А/А | Uпр/Iпр В/А | Cд/Uд пф/В | Io(25) Ioм мкА/мкА | Fmax кГц | P Вт |
300/300 | 0.1/2 | 1.0/0.05 | 3/50 | 4 |
5. Светодиод L-934SRC-E (HL1).
Рис. 5. Светодиод L-934SRC-E
Таблица 5. Характеристики светодиода L-934SRC-EКД102Б
6. Стабилитрон КС213В(VD2).
Рис. 6. Стабилитрон КС213В
Таблица 6. Характеристики cтабилитрона КС213В
Uст/Iст В/мА | Ic1-Ic2 мА-мА | Rст/Iст Ом/мА | Rст/Iст Ом/мА | Pм мВт | TKU (мВ/C) 1/10000*C | dUст %(В) |
13/5 | 3–10 | 45/3 | 25/5 | 300 | -8;+8 | (1.0) |
7. Транзисторы КТ315Б (VT1, VT3)
Рис. 7. Транзистор КТ315Б
Таблица 7. Характеристики транзистора КТ315Б
Материал | Проводимость | Uкб0 (и) В | Uкэ0 (и) В | Iкмакс (и) мА | Ркмакс мВт | h21э | Iкб0 мкА | frp, МГц |
Кремний | n-p-n | 20 | 20 | 100 | 0,15 | 50–350 | ≤0,5 | 250 |
8. Транзистор КТ361Б (VT2)
Рис. 8. Транзистор КТ361Б
Таблица 8. Характеристики транзистора КТ361Б
Материал | Проводимость | Uкб0 (и) В | Uкэ0 (и) В | Iкмакс (и) мА | Ркмакс мВт | h21э | Iкб0 мкА | frp, МГц |
Кремний | р-п-р | 20 | 20 | 100 | 0,15 | 50–350 | ≤1 | 250 |
9. Звукоизлучатель HPM14AX
Таблица 9. Характеристики звукоизлучателя HPM14AX
Рис. 9. Звукоизлучатель HPM14AX
2.1.2 Выбор технологии изготовления, сборки и монтажа
При разработке функционального узла с печатным монтажом должны учитывать следующие требования:
- Максимальные размеры ПП имеют много ограничений. Это и габариты фотошаблонов, и возможности сверлильных станков;
- метод изготовления печатных плат определяет основные конструкционные, технико-экономические и эксплуатационные характеристики функционального узла, а также выбор материала основания и количество металлизированных слоев печатных плат;
- разработка и изготовление печатных плат с высокой плотностью монтажа связана с большими конструктивными и технологическими трудностями.
Габариты печатной платы определяются количеством ЭРЭ, установленных на ней, и их установочными размерами.
При разработке конструкции печатной платы необходимо учитывать следующие требования:
- печатные платы следует выполнять по возможности прямоугольной формы;
- основной шаг координатной сетки 2.5 мм, дополнительные 1.25 и 0.625 мм.
В целях для лучшего теплоотвода применим конструкцию односторонней печатной платы с металлизацией отверстий. В сторону выбора односторонней печатной платы говорит и то, что максимальную площадь занимают переменные резисторы, динамик и выключатель, которые должны выводиться на корпус устройства, т.е. располагаться на одной стороне ПП.Односторонние ПП обеспечивают самую высокую точность выполнения проводящего рисунка и совмещения его с отверстиями и при этом являются наиболее дешевым классом печатных плат.Для повышения прочности крепления элементов выберем одностороннюю ПП с металлизацией отверстий.
Метод изготовления печатной платы выбран на основании ОСТ 4.ГО054.043 и ОСТ 4.ГО054.058. Односторонние печатные платы изготавливаются комбинированным позитивным методом, основанным на применении одностороннего фольгированного диэлектрика. Этот метод сочетает в себе субтрактивный и аддитивный методы, т.е. основан как на операции нанесения проводящего слоя, так и на операции травления излишней металлизации. Металлизацию отверстий проводят электрохимическим методом, а проводящий рисунок схемы получают травлением меди с пробельных мест.
Печатные платы третьего класса – наиболее распространенные, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой – для их производства достаточно рядового, хотя и специализированного, оборудования.
В качестве вида пайки выберем пайку двойной волной припоя. Данный метод применяется для пайки дип-элементов и чип-корпусов, изготовленных по толстопленочной технологии.
Рис. 10. Схема пайки двойной волной припоя
Первая волна обладает узкой направленностью с высоким зивихрением, высокой скоростью струи и сопла, исключает появление газовых полостей. Вторая волна устраняет перемычки припоя, созданные первичной волной.
2.2 Конструирование печатного узла
При конструктивной компоновке изделия необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
1. Элементы схемы должны располагаться таким образом, чтобы электрические связи между ними были наиболее короткими;
2. Для исключения наводок цепей переменного напряжения на цепи выпрямленного напряжения эти цепи следует прокладывать в отдельных жгутах. Жгуты должны быть разнесены друг от друга. С этой целью трансформатор и дроссель следует располагать так, чтобы оси их катушек были взаимно перпендикулярны. Трансформаторы и дроссели должны быть по возможности удалены от усилительных элементов;
3. Тяжёлые элементы должны быть установлены ближе к точкам крепления шасси;
4. Элементы схемы должны располагаться так, чтобы полупроводниковые приборы, а также конденсаторы не подогревались другими элементами, выделяющими тепло;
5. Все элементы должны быть установлены так, чтобы была обеспечена возможность их замены без демонтажа других деталей.
2.2.1 Расчет конструкции печатной платы
Выберем в качестве материала печатной платы фольгированный стеклотекстолит FR-4 со следующими характеристиками: