МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Проектирование и

технология электронных и

вычислительных систем"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по курсу "Основы проектирования ЭС"

Тема курсовой работы __Усовершенствование коммутатора-переключателя__

Студент______________________Дёмкин Д.В._________________

подпись, дата инициалы, фамилия

Группа _____31-В_________ факультет ____ЭиП____________________

Специальность _____2205.02_______________________________________

номер, наименование

Курсовая работа защищена_________________ Оценка _______________

дата

Руководитель работы ______________________Прасов М.Т._______

подпись, дата инициалы, фамилия

Члены комиссии _______________________________________________

подпись, дата инициалы, фамилия

Орел, 2003

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Проектирование и

технология электронных и

вычислительных систем"

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Студент ____Дёмкин Д.В___ шифр __000776___ группа ___31–В_____

1. Тема: Усовершенствование коммутатора-переключателя

2. Срок сдачи студентом работы к защите ______ ____________ 2003 г.

3. Исходные данные на выполнение курсовой работы: схема электрическая

принципиальная. Классификационная группа изделия ЭС - транспортируемое.

Тип производства – серийный

4. Содержание пояснительной записки:_ Введение; назначение и область применения изделия ЭС; анализ технического задания и постановка задач проектирования; конструкторский анализ электрической принципиальной схемы (Э3); разработка и расчёт варианта компоновки печатной платы заданной Э3; расчёт помехоустойчивости, теплового режима надёжности, по переменному току; заключение; приложение А; приложение Б; приложение В.

5. Перечень графического материала: Лист1(А24) - схема электрическая принципиальная, Лист2(А24) - сборочный чертеж

Руководитель работы ______________Прасов М.Т.__________________

подпись, дата, инициалы, фамилия

Задание принял к исполнению _____ _____________ 2003 г.

Подпись студента ______________________________________________

Оглавление

1. Введение ………………………………………………………………………..4

2. Назначение и область применения изделия ЭС……………………………....5

3. Анализ технического задания и постановка задач проектирования изделия ЭС………………………………………………………………………………..6

4. Конструкторский анализ электрической принципиальной схемы на изделие ЭС………………………………………………………………………………..8

5. Разработка и расчет варианта компоновки печатной платы изделия ЭС….10

- определение габаритных размеров печатной платы ТЭЗа………………11

- размещение в заданных габаритных размерах всех элементов ЭРЭ и ИС с учетом их функционирования по электрической принципиальной схеме………...13

- определение коэффициента заполнения площади печатной платы…….13

6. Расчет помехоустойчивости функционирования изделия ЭС………………14

7. Расчет теплового режима с изделия ЭС………………………………………20

8. Расчет надежности……………………………………………………………..23

9. Приложение А…………………………………………………………………..28

10. Приложение Б………………………………………...……………………….29

11. Приложение В………………………………………...……………………….30

1.Введение

Производство ЭВС в настоящее время находит все более широкое применение во многих областях народного хозяйства и в значительной мере определяет уровень научно-технического прогресса.

В связи с этим возникает потребность в расширении функциональных возможностей ЭВС и серьезном улучшении таких технико-экономических показателей как надежность, стоимость, габариты, масса. Эти задачи могут быть решены только на основе рассмотрения целого комплекса вопросов системо и схемотехники, конструирования и технологии, производства и эксплуатации. Именно на стадиях конструирования и производства ЭВС реализуются системо и схемотехнические идеи, создаются изделия, отвечающие современным требованиям.

Проектирование современных ЭВС сложный процесс, в котором взаимно увязаны принципы действия электронно-вычислительных систем, схемы, конструкции аппаратуры и технология её изготовления.

Основное требование при проектировании ЭВС состоит в том, чтобы создаваемое устройство было эффективнее своего аналога, т.е. превосходило его по качеству функционирования, степени миниатюризации и технико-экономической целесообразности. Современные методы конструирования должны обеспечивать: снижение стоимости, в том числе и энергоемкости; уменьшение объема и массы; расширение области использования микроэлектронной базы; увеличение степени интеграции, микроминиатюризации межэлементных соединений и элементов несущих конструкций; магнитную совместимость и интенсификацию теплоотвода; высокую технологичность; однородность структуры; максимальное использование стандартизации.

Цель курсового проекта заключается в приобретении навыков конструирования и микроминиатюризации изделий ЭВС, способствующих формированию конструкторского мышления, которое развивается на базе накопленных в процессе обучения технологических решений.

2.Назначение и область применения изделия эс

Разрабатываемая система коммутатора-переключателя представляет собой самостоятельное устройство, которое может быть использовано для получения световых эффектов. Область применения изделия достаточно широка, так как устройство является универсальными и легко подвергается модификации. Так без выходных ключей в схеме устройство представляет собой частотный делитель, а если добавить 4-е элемента «исключающее или» образуется формирователь 3-х фазной последовательности.

3.Анализ технического задания и постановка задач проектирования изделия эс

Расширенное техническое задание:

1. Наименование изделия: коммутатор-переключатель.

2. Назначения: устройство предназначено для работы в быту.

3. Комплектность: один блок.

4. Технические параметры:

напряжение питания – 5В;

потребляемый ток - не более 120 мА;

диапазон рабочих частот - до 500 Гц.

5. Требования к конструкции:

коммутатор-переключатель относится к группе передвижных

устройств;

внешний вид устройства должен отвечать современным требованиям к аппаратуре;

масса не более 0,1 кг;

габаритные размеры не более 90х70х30 мм.

6. Характеристики внешних воздействий:

окружающая температура +1 ... +40 ⁰С;

относительная влажность 80% при температуре +25 ⁰С.

7. Среднее время наработки на отказ должно быть не менее 100000ч.

8. Тип производства - серийный.

Анализ технического задания:

В процессе проектирования ЭВС необходимо учитывать множество взаимосвязанных, а иногда и противоречивых технических требований, предъявляемых к конструкции отдельных устройств и ЭВС в целом. Такими требованиями являются:

- назначение и область применения ЭВС;

- заданные электрические характеристики;

- условия эксплуатации;

- конструкционные параметры;

- технико-экономические характеристики;

- организационно-производственные факторы;

- наличие и уровень элементной базы.

Согласно техническому заданию разрабатываемое устройство относится к группе передвижных устройств. Для аппаратуры этой группы наиболее важными требованиями являются: надёжность, интенсивность отказов, потребляемая мощность и стоимость. При выборе варианта конструкторского решения необходимо, прежде всего, стремиться к уменьшению этих характеристик. Это достигается путем применения недорогой и падежной элементной базы, соответствием используемых элементов заданным характеристикам внешних воздействий, использованием типовых конструкторских решений, повыше­нием помехоустойчивости схемы, совместимостью ЭРЭ и ИС.

В соответствии с этим из возможных вариантов конструкторских решений был произведен выбор наиболее оптимального, который может быть реализован в соответствии с техническим заданием.

Выводы:

• необходимо учесть требования по диапазону температур, влажности и атмосферному давлению при выборе элементной базы устройства. Таким образом предусматривать особые меры защиты от механических и климатических воздействий нет необходимости.

• Для обеспечения требований, предъявленных в техническом задании, необходимо провести расчеты компоновки, помехозащищенности, надежно­сти и технологичности.