Эксплуатационные параметры транзисторов этого типа приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4 Эксплуатационные параметры транзисторов КТ814Б
| Характеристика | Значение |
| Температура окружающей среды, 0С | от -45 до +100 |
| Относительная влажность воздуха, % | до 98 |
| Ускорение при многократных ударах | до 75g |
| Ускорение при линейных нагрузках | до 25g |
| Ускорение при вибрации в диапазоне частот 10 – 600 Гц | до 10g |
При выборе материалов конструкции, также как и при выборе элементной базы, необходимо руководствоваться комплексом взаимосвязанных физико-механических, электрических, технологических, экономических и других требований.
В первую очередь проведем выбор материала печатных плат.
Основными материалами, применяемыми для изготовления печатных плат, являются слоистые пластики, состоящие из связки и наполнителя. Основные параметры этих материалов приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5 Основные параметры слоистых пластиков
| Параметр | Значение | ||
| Гетинакс | Текстолит | Стекло-текстолит | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Относительная диэлектрическая проницаемость | 4,5…6 | 4,5…6 | 5…6 |
| Тангенс узла потерь (диэлектрических) | 0,008…0,02 | 0,03…0,04 | 0,005…0,02 |
| Объемное удельное сопротивление | 10…1 000 | 10…1 000 | 1 000…10 000 |
| Диапазон рабочих температур, 0С | от –60 до+80 | от –60 до+70 | от –60 до+80 |
| Коэффициент теплопроводности | 0,25…0,3 | 0,23…0,3 | 0,34…0,74 |
| ТКПР | 22 | 22 | 8…9 |
| Удельная прочность при растяжении | 49 | 70 | 180 |
| Удельная прочность при сжатии | - | 105 | 42 |
Выбор материалов для производства печатной платы нашего устройства необходимо производить исходя из условий его эксплуатации и условий проведения испытаний на прочность.
Материал печатной платы должен обладать механической прочностью на изгиб и растяжение. Кроме этого материал печатной платы должен иметь диапазон рабочих температур не меньший, чем у всего устройства.
Учитывая эти и другие требования можно выбрать в качестве материала печатной платы стеклотекстолит марки СФ1-35-2.0 ГОСТ 10316-78.
При выборе припоя следует учитывать, что припой должен быть легкоплавким, недорогим и технологичным. Кроме этого припой должен обладать хорошей адгезией к меди, а также иметь малое переходное сопротивление. Выберем наиболее распространенный оловянно-свинцовый припой марки ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Характеристики этого припоя приведены в таблице 4.6.
Таблица 3.6 Характеристика припоя марки ПОС – 61
| Характеристика | Значение |
| Температура полного расплавления, 0С | 190 |
| Электросопротивление, мкОм/м | 0,12 |
| Прочность паяемых соединений, Мпа | 30…40 |
Для электрических соединений между платой и другими элементами, а также между элементами устройства необходимо использовать провода. Они должны быть изолированными, для предотвращения коротких замыканий и коррозии. Выберем в качестве такового провод марки МНВ 7, который является стойким к воздействию влаги и повышенной температуры.
Критерием выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям работы и условиям эксплуатации.
Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:
а) технические параметры :
· номинальное значение параметров ЭРЭ согласно принципиальной электрической схеме устройства;
· допустимые отклонения величин ЭРЭ от их номинальных значений;
· допустимые рабочие напряжения ЭРЭ;
· допустимые рассеиваемые мощности ЭРЭ;
· диапазон рабочих частот;
· коэффициент электрической нагрузки ЭРЭ;
б) эксплуатационные параметры:
· диапазон рабочих температур;
· относительная влажность воздуха;
· давление окружающей среды;
· вибрационные нагрузки;
· другие(специальные показатели).
Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются:
· унификация ЭРЭ;
· минимальная стоимость;
· масса и габариты ЭРЭ;
· надежность.
Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить надежную работу изделия. Применение принципов стандартизации и унификации при выборе ЭРЭ, а также при конструировании изделия в целом позволяет получить следующие преимущества:
1) Значительно сократить сроки и стоимость проектирования.
2) Сократить на предприятии-изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц, увеличить применяемость и масштаб производства.
3) Исключить разработку специальной оснастки и специального оборудования для каждого нового варианта РЭА, т.е. упростить подготовку производства.
4) Создать специализированные производства и унифицированных сборочных единиц для централизированного обеспечения предприятий
5) Улучшить производительную и эксплуатационную технологичность.
6) Снизить себестоимость выпускаемого изделия.
Выбор элементной базы производиться с учетом вышеперечисленных требований.
Сравнительный анализ по использованию элементной базы в данном корректоре согласно предложенной схеме электрической принципиальной показал соответствие эксплуатационных и технических характеристик ЭРЭ заданным условиям эксплуатации. Этими элементами являются:
- микросхемы DA1-DA12 К174УД2;
- транзисторы VT1 типа КТ815Б, VT2 типа КТ361Б, VT3 типа КТ315Б, VT4 типа КТ3814Б;
- диоды HL1 типа АЛ307Б, VD1,VD2 типа КС156А, VD3 типа КЦ412Б
- конденсаторы типа КМ-5, К10-7В
Переключатели режимов работы данного прибора выбраны типа П2К, в качестве выключателя служит переключатель типа ПКн41. Данные типы переключателей в наибольшей степени соответствуют требованиям технической эстетики, позволяют разработать планарную малогабаритную конструкцию прибора. В данном приборе в качестве постоянных резисторов используются резисторы типа С2-33Н с допуском ±10%. В качестве переменных резисторов применены резисторы типа СП3-23И под печатный монтаж, в качестве подстроечных - резисторы типаСП3-38б.
Трансформатор питания выбран типономинала ТС-6-1-220-50. Он имеет следующие эксплуатационные характеристики:
· температура окружающей среды -60…+85ºС;
· относительная влажность при 40ºС до 98%;
· атмосферное давление 400…700мм.рт.ст;
· температура перегрева обмоток в нормальных
условиях, не более 55ºС;
Держатель сетевого предохранителя типа ДПБ выбран по ГОСТ 6225-73. В качестве разъемов ,,Вход” и ,,Выход” корректора применены соединители ОНц-КГ-4-5/16-P под печатный монтаж.
В результате сопоставления условий эксплуатации применяемых в нём ЭРЭ произведен выбор элементной базы. Выбранная элементная база является унифицированной.
4. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ, МЕТОДОВ И ПРИНЦИПА КОНСТРУИРОВАНИЯ
Основная компоновочная схема изделия определяет многие важнейшие характеристики РЭС: габариты, вес, объем монтажных соединений, способы защиты от полей, температуры, механических воздействий, ремонтопригодность.
Различают три основные компоновочные схемы РЭС [1]:
централизованная;
децентрализованная;
централизованная с автономными пультами управления.
Каждая из этих схем обладает своими достоинствами и недостатками.
При централизованной компоновке все элементы сложной системы располагаются в одном отсеке на специальных этажерочных конструкциях или шкафах, длина и количество межблочных соединений сведены к минимуму, ремонт и демонтаж наиболее удобны, легче выполнить качественные системы охлаждения и амортизации. Такая компоновочная схема требует более тщательной экранировки, вызывает затрудненность компоновки изделия, часто требующей доработки его, обладает относительно меньшей надежностью систем охлаждения, герметизации, виброзащиты.
Децентрализованная компоновочная схема обеспечивает относительно большую легкость размещения элементов изделия на объекте, не требуется тщательная экранировка отдельных блоков, при соответствующих схемных решениях может быть более надежной, сохраняя частичную работоспособность при выходе из строя отдельных элементов изделия. Недостатком является значительная длина межблочных соединений, затруднен полный демонтаж системы, для каждого отдельного блока необходимо предусматривать автономные системы охлаждения, виброзащиты.
Наиболее распространен способ централизованной компоновки, при котором все элементы сложной РЭС, кроме входных и управляющих устройств, располагают в одном участке или отсеке блока. Однако внутри этого отсека компоновка выполняется в виде совокупности отдельных блоков и приборов.
На основе проведенного анализа существующих конструкций выбирается метод конструирования устройства в целом и его частей.
Рассмотрим кратко методы конструирования РЭС.
Геометрический метод.В основу метода положена структура геометрических и кинематических связей между деталями, представляющая собой систему опорных точек, число и размещение которых зависит от заданных степеней свободы и геометрических свойств твердого тела [7].
Машиностроительный метод. В основу этого метода конструирования положена структура механических связей между элементами, представляющая собой систему опорных поверхностей. Машиностроительный метод используется для конструирования устройств и элементов РЭА, которые несут большие механические нагрузки и в которых неизбежны вследствие этого большие деформации [7].
Топологический метод. В основу метода положена структура физических связей между ЭРЭ. Топологический метод, в принципе, может применяться для выявления структуры любых связей, однако конкретное его содержание проявляется там, где связности элементов может быть сопоставлен граф [7].