Акустичний мікшерний пульт (стр. 4 из 15)

4. блок вихідних каскадів

5. блок живлення

Схема розміщення вузлів в корпусі показана на рис. 3.5.

Рис. 3.5 - Схема розміщення функціональних вузлів в корпусі пристрою

Таким чином пристрій буде складатись з п’яти друкованих вузлів з’єднаних шлейфами та дротами. Далі блоки будуть нумеруватись А1, А2… А5 відповідно.

3.4 Розробка топології і конструкторсько-технологічні розрахунки плати

Розглянемо розрахунок елементів провідникового малюнку з врахуванням технології виготовлення друкованої плати.

Сторони прямокутної друкованої плати розташовані паралельно лініям координатної сітки. Оскільки в пристрої використовуються елементи з відстанями між виводами 2,54 мм, 1,76мм та 1,0 мм, то будемо використовувати координатну сітку з кроком дорівнюючим найменшому кратному дільнику цих трьох чисел, таким чином крок координатної сітки буде дорівнювати 0,04 мм. Провідниковий малюнок і отвори наноситься точно по координатній сітці. Базу координат зазвичай вибирають в лівому нижньому куту. Елементи провідникового малюнка розташовують від краю плати, або не металізованого отвору (діаметром більше 1.5 мм), на відстані не менше товщини плати.

Визначення розмірів друкованої плати.

Плати А2, А3, А4, А5, виходячи з компонування передньої панелі, мають габаритні розміри набагато більше необхідного мінімума для розташування на ній всіх елементів, та розведення плати, тому проблем розведенням цих плат не виникає. Під плату А1 виділено не багато місця, тому для неї доцільно зробити розрахунки мінімально необхідного розміру плати.

Розрахунок площі елементів

Під площею елемента розуміється площа самого елемента плюс площа необхідна для трасування.

Площа і-того елемента розраховується за формулою:

,

де a та b – габаритні розміри елемента; m – коефіцієнт, що залежить від складності плати (0.85…0.9), беремо 0.9; n = 0.2; K – кількість виводів елемента;K_з - кількість задіяних виводів елемента.

А1:

Розрахунок площі плати

,

де

- площа і-того елемента; K_щ – коефіцієнт щільності розташування, що залежить від складності плати (0.8…1), беремо 0.9.

Вибираємо плату розміром 128х58мм.

Ці розміри – це мінімально необхідні розміри плати для того, щоб розмістити на ній елементи, та провести трасування.

Розрахунок розмірів контактних площадок та ширини провідників.

Визначення ширини провідників

Розрахуємо номінальне значення ширини провідника t:

t - номінальне значення ширини провідника:

- нижнє граничне відхилення провідника (для друкованих плат другого класу точності = 1 мм. [1, ст. 302, таб.12.6].

Де -

максимальний струм, протікаючий по провіднику (для нашого пристрою не більше 100мА); j_мax - максимально допустима густина струму (для нашого пристрою j_мax =25A/мм2; hф - товщина фольги (hф = 0.035 мм).

Номінальне значення ширини провідника:

t = 0,114 + 0,1 = 0,214 мм

Для плати другого класу точності номінальне значення провідника дорівнює 0.25 мм.

Ширина провідника визначається з урахуванням густини струму яка проходить через провідник ( 20А/мм².) і струму, що проходить через провідник.

Також ширина провідника обмежується знизу методом виготовлення плати.

Визначимо ширину провідника за наступною формулою:

де, I – величина струму, I=0,15А.

Визначення ширини зазорів між провідниками

Величину зазорів вибираємо з точки зору технології 0.3мм (хімічний метод), оскільки великих напруг на платі між провідниками нема.

Визначення типу і розмірів контактних площадок

Номінальне значення діаметру монтажного отвору, для всіх елементів (крім SMD) розраховують за формулою:

- максимальне значення діаметру виводу;

- різниця між мінімальним значенням діаметру виводу;

- нижнє граничне відхилення номінального значення діаметру

Розрахуємо номінальне значення діаметру монтажного отвору для елементів пристрою:

= 0,6 мм; = 0,1 мм; = 0,2 мм

= 0,6 + 0,1 + 0,2 = 0,9 мм

Мінімальне значення діаметру контактної площадки знаходиться за формулою:

- діаметр монтажного отвору; d = 0.9 мм;

- допуск на отвори, = 0.1 мм;

- гарантійний поясок на зовнішньому слої, = 0.1 мм;

- верхня границя відхилення ширини провідника з покриттям

= 0.08 мм;

- нижня границя відхилення ширини провідника з покриттям

=0.08 мм;

- допуск на розташування отворів, = 0.15 мм;

- допуск на розташування контактних площадок, = 0.25 мм.

D = 0.9 + 0.1 + 2 ∙ 0.1 + 0.08 + (0.152 + 0.252 + 0.082)^1\2 = 0.6 мм Вибираємо рекомендоване значення D = 1.8 мм.

Тепер приведемо значення основних параметрів друкованого малюнка:

o товщина провідників hф = 0.035 мм;

o ширина провідників t = 0.25 мм;

o відстань між краями провідників Smin = 0.45 мм;

o діаметр монтажних отворів в платі d₁ = 0.9 мм

o резисторів, конденсаторів), d₂ = 1.6 мм (для підстроювального резистора

o діаметр контактної площадки для виводів живлення 220В D₂₂₀=4мм

o мінімальний діаметр контактних площадок D = 1.6 мм.

Використовуючи отримані данні проведемо трасування електричних плат мікшерного пульта.

3.5 Розробка конструкції деталей і вибір конструкційних матеріалів

Вибір резисторів.

При виборі резисторів враховуємо наступні показники:

- електричні характеристики;

- вартість;

- надійність;

- конструктивні характеристики;

- гранична температура;

- шуми.

Оцінку проводимо за методикою викладеною у [7].

Так як жоден тип резисторів не переважає над іншими за всіма показниками, то при виборі оптимального типу резистора варто керуватися компромісним варіантом. Кожному показнику привласнюється вага в залежності від важливості критерію, кожному типу резистора привласнюється бал. Оцінку робимо за десятибальною шкалою. Результати оцінок зібрані в таблицю 1.

Таблиця 3.1 - Результати оцінок резисторів

Параметр	Вагов. коеф.	Тип резистора
		SMD 0603		С2-23		С4-1
Вартість, гр/шт	0,2	0,1	5	0,15	6	0,14	4
Напрацювання на відмову мін. год.	0,2	30000	4	30000	4	30000	4
Габарити(для 0,125 Вт), мм	0,2	1 х 2	5	6х2	7	11х5	3
Маса, г	0,15	0,5	5	1	7	1,8	4
Максимально допустима напруга, В	0,05	220	8	250	6	220	5
Рівень шумів, мкВ/В	0,15	1	5	1	7	10	3
Максимальна робоча температура, °С	0,05	125	4	155	5	350	8
Сумарна кількість балів	7,9		6,05		3,9

Таким чином, згідно сумарного коефіцієнту ефективності вибираємо резистори типа SMD 0603, що набрали найбільшу кількість балів.