Усилители: конструкция и эксплуатация (стр. 3 из 9)

n₅ - количество конденсаторов К53-1 емкостью 15 мкФх16 В

L₅ - длина конденсатора К53-1 емкостью 15 мкФх16 В, мм

D₅ - ширина конденсатора К53-1 емкостью 15 мкФх16 В, мм

S₆=n₆L₆D₆

S₆=1104=40 мм²

где S₆ - суммарная площадь конденсаторов К53-1 емкостью 6,8 мкФх16 В.

n₆ - количество конденсаторов К53-1 емкостью 6,8 мкФх16 В

L₆ - длина конденсатора К53-1 емкостью 6,8 мкФх16 В, мм

D₆ - ширина конденсатора К53-1 емкостью 6,8 мкФх16 В, мм

S₇=n₇L₇D₇

S₇=1·17·4=68 мм²

где S₇ - суммарная площадь конденсаторов К53-1 емкостью 4,7 мкФх30 В.

L₇ - длина конденсатора К53-1 емкостью 4,7 мкФх30 В, мм

D₇ - ширина конденсатора К53-1 емкостью 4,7 мкФх30 В, мм

Рассчитаем суммарную площадь конденсаторов К50-6:

S₈=n₈··r₈²

S₈=2·3,14·3²=56 мм²

где S₈ - суммарная площадь конденсаторов К50-6 емкостью 10 мкФх16 В.

n₈ - количество конденсаторов К50-6 емкостью 10 мкФх16 В.

=3,14

r₈ - диаметр конденсатора К50-6 емкостью 10 мкФх16 В, мм

S₉=n₉··r₉²

S₉=2·3,14·3,75²=88 мм²

где S₉ - суммарная площадь конденсаторов К50-6 емкостью 30 мкФх16 В.

n₉ - количество конденсаторов К50-6 емкостью 30 мкФх16 В, мм

r₉ - диаметр конденсатора К50-6 емкостью 30 мкФх16 В, мм.

S₁₀=n₁₀··r₁₀²

S₁₀=1·3,14·7²=154 мм²

где S₁₀ - суммарная площадь конденсаторов К50-6 емкостью 50 мкФх25 В.

n₁₀ - количество конденсаторов К50-6 емкостью 50 мкФх25 В.

r₁₀ - диаметр конденсатора К50-6 емкостью 50 мкФх25 В, мм

S₁₁=n₁₁··r₁₁²

S₁₁=1·3,14·6²=113 мм²

где S₁₁ - суммарная площадь конденсаторов К50-6 емкостью 100 мкФх10 В.

n₁₁ - количество конденсаторов К50-6 емкостью 100 мкФх10 В.

r₁₁ - диаметр конденсатора К50-6 емкостью 100 мкФх10 В, мм

S₁₂=n₁₂··r₁₂²

S₁₂=1·3,14·6²=113 мм²

где S₁₂ - суммарная площадь конденсаторов К50-6 емкостью 100 мкФх16 В.

n₁₂ - количество конденсаторов К50-6 емкостью 100 мкФх16 В.

r₁₂ - диаметр конденсатора К50-6 емкостью 100 мкФх16 В, мм

S₁₃=n₁₃··r₁₃²

S₁₃=1·3,14·9²=254 мм²

где S₁₃ - суммарная площадь конденсаторов К50-6 емкостью 200 мкФх25 В.

n₁₃ - количество конденсаторов К50-6 емкостью 200 мкФх25 В.

r₁₃ - диаметр конденсатора К50-6 емкостью 200 мкФх25 В, мм

S₁₄=n₁₄··r₁₄²

S₁₄=1·3,14·9²=254 мм²

где S₁₄ - суммарная площадь конденсаторов К50-6 емкостью 500 мкФх25 В.

n₁₄ - количество конденсаторов К50-6 емкостью 500 мкФх25 В.

r₁₄ - диаметр конденсатора К50-6 емкостью 500 мкФх25 В, мм

Рассчитаем суммарную площадь конденсаторов КД-2б:

S₁₅=n₁₅·L₁₅·D₁₅

S₁₅=1·16,5·5=82,5 мм²

где S₁₅ - суммарная площадь конденсаторов КД-2б.

n₁₅ - количество конденсаторов КД-2б.

L₁₅ - длина конденсатора КД-2б, мм

D₁₅ - ширина конденсатора КД-2б, мм

Рассчитаем суммарную площадь конденсаторов КМ-5:

S₁₇=n₁₇·L₁₇·D₁₇

S₁₇=1·11·3,3=36,3 мм²

где S₁₇ - суммарная площадь конденсаторов КМ-5 емкостью 0,033 мкФ.

n₁₇ - количество конденсаторов КМ-5 емкостью 0,033 мкФ.

L₁₇ - длина конденсатора КМ-5 емкостью 0,033 мкФ, мм

D₁₇ - ширина конденсатора КМ-5 емкостью 0,033 мкФ, мм

S₁₈=n₁₈·L₁₈·D₁₈

S₁₈=1·8,5·3=25,5 мм²

где S₁₈ - суммарная площадь конденсаторов КМ-5 емкостью 0,047 мкФ.

n₁₈ - количество конденсаторов КМ-5 емкостью 0,047 мкФ.

L₁₈ - длина конденсатора КМ-5 емкостью 0,047 мкФ, мм

D₁₈ - ширина конденсатора КМ-5 емкостью 0,047 мкФ, мм

S₁₉=n₁₉·L₁₉·D₁₉

S₁₉=1·6·3=18 мм²

где S₁₉ - суммарная площадь конденсаторов КМ-5 емкостью 0,047 мкФ.

n₁₉ - количество конденсаторов КМ-5 емкостью 0,047 мкФ.

L₁₉ - длина конденсатора КМ-5 емкостью 0,047 мкФ, мм

D₁₉ - ширина конденсатора КМ-5 емкостью 0,047 мкФ, мм

S₂₀=n₂₀·L₂₀·D₂₀

S₂₀=2·8,5·3=51 мм²

где S₂₀ - суммарная площадь конденсаторов КМ-5 емкостью 2200 пФ.

n₂₀ - количество конденсаторов КМ-5 емкостью 2200 пФ.

L₂₀ - длина конденсатора КМ-5 емкостью 2200 пФ, мм

D₂₀ - ширина конденсатора КМ-5 емкостью 2200 пФ, мм

S₂₁=n₂₁·L₂₁·D₂₁

S₂₁=1·13·3=39 мм²

где S₂₁ - суммарная площадь конденсаторов КМ-5 емкостью 0,01 мкФ.

n₂₁ - количество конденсаторов КМ-5 емкостью 0,01 мкФ.

L₂₁ - длина конденсатора КМ-5 емкостью 0,01 мкФ, мм

D₂₁ - ширина конденсатора КМ-5 емкостью 0,01 мкФ, мм

Рассчитаем площадь микросхемы К237УН2:

S₂₂=n₂₂·L₂₂·D₂₂

S₂₂=1·19,5·7,5=146,2 мм²

где S₂₂ - суммарная площадь микросхемы К237УН2.

n₂₂ - количество микросхемы К237УН2.

L₂₂ - длина микросхемы К237УН2, мм

D₂₂ - ширина микросхемы К237УН2, мм

Рассчитаем суммарную площадь стабилитронов Д814Б:

S₂₃=n₂₃·L₂₃·D₂₃

S₂₃=2·15·7=210 мм²

где S₂₃ - суммарная площадь стабилитронов Д814Б.

n₂₃ - количество стабилитронов Д814Б.

L₂₃ - длина стабилитронов Д814Б, мм

D₂₃ - ширина стабилитронов Д814Б, мм

Рассчитаем суммарную площадь транзисторов КТ315Г:

S₂₄=n₂₄·L₂₄·D₂₄

S₂₄=4·6·3=72 мм²

где S₂₄ - суммарная площадь транзисторов КТ315Г

n₂₄ - количество транзисторов КТ315Г

L₂₄ - длина транзисторов КТ315Г, мм

D₂₄ - ширина транзисторов КТ315Г, мм

Рассчитаем суммарную площадь транзисторов ГТ402:

S₂₅=n₂₅··r₂₅

S₂₅=1·3,14·5,85²=107 мм²

где S₂₅ - суммарная площадь транзисторов ГТ402

n₂₅ - количество транзисторов ГТ402

r₂₅ - радиус транзисторов ГТ402, мм

Рассчитаем суммарную площадь транзисторов ГТ404:

S₂₆=n₂₆··r₂₆

S₂₆=1·3,14·5,85=107 мм²

где S₂₆ - суммарная площадь транзисторов ГТ404

n₂₆ - количество транзисторов ГТ404

r₂₆ - радиус транзисторов ГТ404, мм

Рассчитаем суммарную площадь транзисторов КТ605А:

S₂₇=n₂₇··r₂₇

S₂₇=1·3,14·5,85=107 мм²

где S₂₇ - суммарная площадь транзисторов КТ605А

n₂₇ - количество транзисторов КТ605А

r₂₇ - радиус транзисторов КТ605А , мм

Далее рассчитаем суммарную площадь всех радиоэлементов:

S_=S₁+S₂+S₃+S₄+S₅+S₆+S₇+S₈+S₉+S₁₀+S₁₁+S₁₂+S₁₃+S₁₄+S₁₅+S₁₆+S₁₇+S₁₈+S₁₉+S₂₀+S₂₁+S₂₂+S₂₃+S₂₄+S₂₅+S₂₆+S₂₇

S_=303,6+84+136+127,1+156+40+68+56+88+154+113+113+254+254+
+82,5+200+36,3+25,5+18+51+39+146,2+210+72+107+107+107=3148 мм²

где S_ - суммарная площадь всех радиоэлементов.

Определим ориентировочную площадь печатной платы:

S_пп=2·(S_+S_пров)

S_пп=2·(3148+3148)=12592 мм²

S_пров=S_=3148 мм²

где S_пп - ориентировочная площадь печатной платы

S_пров - площадь печатных проводников

Исходя из рассчитанной площади печатной платы выбираем ее размер - 140х100 мм.

4.2. Расчет минимальной ширины проводника

Большая поверхность и хороший контакт с изоляционным основанием обеспечивает интенсивную отдачу тепла от проводника изоляционной платы и в окружающее пространство, что позволяет пропускать бУльшие токи, чем через объемные проводники того же сечения. Для печатных проводников, расположенных на наружних слоях, допускается плотность тока до 20 А/мм². При этом заметного нагрева проводников не наблюдается.

Плотность тока определяется по формуле:

D=I/S

где I=0,5 А - максимальный ток в схеме

S - площадь сечения печатного проводника, мм²

Отсюда

S=I/D

S=0,5/20=0,025 мм²

Как известно,

S=b·h

где b - ширина проводника

Отсюда

b=S/h

b=0,025/0,035=0,71 мм

Таким образом, минимальная ширина печатного проводника может быть 0,71 мм. Поэтому в качестве нормальной ширины проводника будем принимать значение 1 мм.

5. Разработка топологии печатной платы

Перед началом разработки топологии печатной платы необходимо решить вопросы, связанные с печатной платой. Решение этих вопросов поможет конструктору оптимально разместить электрорадиоэлементы на печатной плате.

В начале конструкторской работы должны быть решены вопросы, касающиеся габаритных размеров печатной платы и координат крепежных отверстий. Габаритные размеры выбираются из стандартного ряда. Выбор размеров нужно выполнять очень тщательно, поскольку малые размеры и жесткие допуски увеличивают стоимость печатной платы. Все ограничения по высоте печатного узла должны быть оговорены и сообщены конструктору, чтобы он мог их учесть при размещении на плате крупногабаритных деталей.

Для того, чтобы оптимально разместить тепловыделяющие и термочувствительные элементы конструктор должен быть проинформирован о конструкции всей аппаратуры в целом, в том числе о применяемом способе охлаждения (конвекция, принудительное воздушное охлаждение и так далее) и способе установки платы в аппаратуре (вертикальное, горизонтальное).

Также необходимо оговорить какие радиоэлементы непосредственно на плате не устанавливаются, например, ручки управления громкостью и тембром, кнопочные выключатели, светодиоды выносятся на переднюю панель, предохранители - на заднюю стенку. Для разъема, установленного на печатной плате, может потребоваться совмещение либо с отверстием в задней стенке, либо с жестко закрепленной приборной ответной гнездовой колодкой.

Часто в плате требуется предусмотреть различные окна, вырезы и прочее. Печатную плату крепят на фиксаторах с помощью специальных отверстий.