111 / 3.2 Обгрунтування вибору елементної бази

3. 2 Обґрунтування вибору елементної бази

Елементна база для проектуємого пристрою вибирається з таких міркувань:

– елементна база повинна забезпечити необхідні електричні параметри виробу з заданою точністю;

– елементна база визначає габарити і вагу виробу;

– елементна база повинна гарно працювати в заданих кліматичних умовах;

– елементна база визначає надійність пристрою і заданий час його роботи;

– елементна база повинна добре працювати в умовах зміни механічних навантажень;

– теплові режими роботи виробу не повинні діяти на зміну електричних параметрів пристрою;

– елементна база визначає технологію виготовлення виробу і його вартість;

– елементна база визначає технологію регулювання приладу і склад вимірювальних пристроїв;

– елементна база визначає можливості автоматизації і механізації виробництва приладу;

– елементна база повинна визначати можливість захисту приладу найпростішими методами.

В проектуємому пристрої використовуються активні та пасивні елементи. До активних елементів відносяться пристрої, які змінюють потужність сигналу. Пасивні – змінюють рівні сигналів по напрузі та струму. Вони можуть змінюють форму сигналу. Потужність сигналу зменшується, так як її споживає пасивний елемент. Ця потужність перетворюється в тепло.

3.2.1 Обгрунтування вибору резисторів CR 0805.

Резистори постійного номіналу, типорозмір 0805.

Конструктивно виконані на керамічній підложці, на яку наноситься резистивний шар у вигляді тонкої металевої плівки. Висока точність досягається лазерною підгонкою. Електричний контакт з друкованою платою забезпечується тришаровою поверхнею, що складається з внутрішнього шару виводів паладій-срібло, бар’єрного шару нікеля та зовнішнього шару виводів олово-свинець чи олово.

На захисне покриття боросилікатного скла наноситься кодове маркування номіналу.

Завдяки високій якості та стабільності параметрів чіп-резистори є оптимальним вибором для апаратури. резистори серії СR використовуються в ланцюгах постійного, змінного та імпульсного струмів. Вага 0,15-0,5 грам.

Діапазон опорів 10…10⁶ Ом. Максимальна робоча температура 125⁰С.

Резистори одно обертові вуглецеві СА6V налагоджувальні мають переваги:

• висока стабільність електричного контакту завдяки великій площі рухомої частини і провідного шару;

• захист класу IP5 (пило захищені);

• вироби проходять 100% контроль на стадії виробництва і відповідають стандарту ISO 9002.

Потенціометри розташовані в пластмасовий корпус і можуть регулюватись відкруткою або спеціальною ручкою.

Технічні параметри:

• функціональна характеристика лінійна;

• діапазон номіналів 100 Ом…5МОм;

• потужність при 40⁰С 0,1 Вт;

• максимальна робоча напруга 100 В;

• діапазон робочих температур від мінус 25⁰С до 70⁰С;

• кут повороту (механічний) 235⁰±10⁰.

Резистори змінного опору СП5-2 змінні дротові.

Призначені для роботи в ланцюгах постійного і змінного струму частотою до 10000Гц. Конструкція квадратна. Поворот рухомого контакту в межах робочого кута здійснюється за 40 повних обертів гвинта.

Технічні дані:

• температура навколишнього середовища від мінус 60⁰С до 155⁰С;

• зносостійкість 100 циклів;

• мінімальне напрацювання 2000 год;

• потужність 1Вт;

• опір 0,1…47кОм.

3.2.2 Обґрунтування вибору конденсаторів.

Керамічні малогабаритні конденсатори СN типорозміру 0805. Тип діелектрика NPO.

Переваги:

• малі габарити;

• стандартизовані розміри;

• великий діапазон ємностей;

• простота технології виготовлення;

• низька вартість;

• можливість автоматизованого монтажу;

• висока механічна міцність;

• стійкість до всіх видів пайок.

Чіп-конденсатори мають монолітну конструкцію у вигляді цільного керамічного блоку з розміщеною в нім електронною структурою з металізованими торцями для під’єднання контактних поверхонь (виводів).

Конденсатори загального призначення.

Конденсатори К73-17 металізовані, плівкові, поліетилентерефталатні.

Електричні параметри:

• температура навколишнього середовища /від мінус 60⁰С до 125⁰С;

• номінальна напруга 63В, 160В, 250В, 400В, 600В;

• номінальна ємність 0,01…4,7мкФ;

• тангенс кута втрат не більше 0,015.

Застосований, тому що має низький коефіцієнт діелектричної абсорбції.

3.2.3 Обгрунтування вибору діодів КД522Б.

Епітаксіально – планарні, кремнієві, імпульсні діоди:

• середнє падіння напруги на діоді при його прямому включенні 1,1В;

• середній прямий струм, який протікає через діод 100мА;

• середній зворотній струм, який протікає через діод 50мкА;

• максимальна імпульсна зворотня напруга 400В;

• максимальне значення середнього прямого струму, який протікає через діод 200мА;

• максимальна частота, на якій ще зберігає властивість односторонньої провідності діода 1кГц.

Призначені для роботи в імпульсних пристроях.

Конструктивно оформлений в скляному корпусі з гнучкими виводами. Експлуатується при температурі до 125⁰С.

3.2.4 Обгрунтування вибору транзисторів КТ3170А9.

Транзистор кремнієвий, малопотужний, надвисокочастотнй, епітаксіально-планарної структури n-р-n підсилювальний. Призначений для застосування в вихідних каскадах ППЧ радіотехніки. Випускаються в пластмасовому корпусі з жорсткими виводами. Маса не більше 0,1г.

Електричні параметри:

• максимально допустимий постійний струм колектора

транзистора 30мА;

• гранична напруга між колектором и емітером транзистора 30В;

• максимально допустима постійна напруга емітер – база 4В;

• гранична частота коефіцієнта передачі струму не менше 300МГц;

• статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з загальним емітером не менше 100;

• зворотній струм колектора при Uкб=20В 0,1мкА, а при 40В 1мкА;

• зворотній струм емітера не більше 1 мкА;

• постійна напруга колектор-база 40В;

• постійний струм колектора 30мА;

• температура навколишнього середовища від мінус 60⁰С до 100⁰С.

3.2.5 Обгрунтування вибору мікросхем.

Мікросхема LP2950 – трьох вивідний лінійний стабілізатор фіксованої напруги.

Технічні характеристики:

• вбудовані схеми теплового і струмового захисту;

• малий струм споживання 75мкА;

• мінімальна різниця напруг вхід-вихід 0,6В;

• вхідна напруга 30В;

• вихідна напруга 5В;

• вихідний струм не більше 0,1А;

• нестабільність по струму навантаження і вхідній напрузі не більше 0,1%;

• випускається в корпусі ТО-92.

Мікросхема AD820AR підсилювач з низьким споживанням на польових транзисторах, що працює від одно полярного джерела живлення та має вихідний динамічний діапазон, рівний напрузі живлення.

Застосовується в контрольно-вимірній апаратурі з лінійним живленням, в фотодіод них підсилювачах, активних фільтрах, в медичній апаратурі.

Підсилювач має чудову ємнісну здатність навантаження 360 пФ, максимальний вихідний струм 15 мА, чудові динамічні характеристики (струм спокою 800 мкА, смуга одиночного підсилення 1,8 МГц), статичні характеристики (вхідна напруга зміщення не більше 800мкВ, максимальний вхідний струм зміщення 25мА), низький рівень шумів.

Мікросхема КР572ПВ5-аналого-цифровий перетворювач (рисунок 3.1). Призначення – перетворення напруги аналогового сигналу в цифрову форму для відображення рівня сигналу цифровим індикатором. Прилад розрахований на спільну роботу з рідкокристалічним чотирьох розрядним цифровим індикатором. Перетворювач складається з аналогової і цифрової частини. Аналогова містить електронні вимикачі, буферний операційний підсилювач, що працює в режимі повторювача, інтегратор на операційному підсилювачі та комутатор. В цифрову частину входять генератор, логічний пристрій, лічильник імпульсів, регістр пам’яті з вихідним дешифратором.

В АЦП використано принцип подвійного інтегрування, в відповідності з яким спочатку розряджений інтегруючий конденсатор С_інт(С12) заряджається певний час струмом, пропорційним вимірюваній напрузі, а потім розряджається певним струмом до нуля. Час, на протязі якого іде розрядка С_інт, буде пропорційний вимірюваній напрузі. Цей час вимірюють лічильником імпульсів і сигнали подають на індикатор.

Напруга живлення 7…10 В, струм споживання 1,8мА, вхідний опір перевищує 100МОм.

3.2.6 Датчик тиску МРХ 4115 АР фірми Motorola використовується для перетворення тиску в напругу. Напруга між виводами 1 і 2 датчика пропорційна абсолютному тиску повітря.

3.2.7 Індикатор ІТН-Е0811 GRNP, 4,5 цифри, розміри 50,8х30,48 мм, діапазон температур розширений, високо температурний поляризатор, колір нейтральний, жорсткі виводи.

Рисунок 3.1 – Структура АЦП

3.2.8 Перемикач кнопковий дозволяє працювати в різних режимах виміру висоти. Кнопка відтиснута – вимір до 2000 м, натиснута – вимір висоти більше 2000 м.

3.2.9 Роз’єм Х1 для підключення батареї «Крона» фірми EMOS входить в батарейний відсік цієї ж фірми ВН (Battery Holder), які випускаються для підключення батарей живлення пристроїв різного типорозміру (або акумуляторів): D, C, AA, AAA.