1.3 Техническое задание на проектирование

На основе проведенного обзора и в соответствии с поставленной целью проекта разрабатываем техническое задание на проектирование цифрового прибора (В данном разделе заполняются данные к прибору, согласно теме курсового проекта

Требуемые характеристики:

Рабочая температура
Температура хранения
Питание
Диапазон измерения
Габаритные размеры (длина, высота, ширина)
Масса прибора (не более ? кг.)
Погрешность	±0.01% от измеренной величины
Надежность	0.95 при 2000 часов работы

2. Конструкторский раздел

0. Описание работы прибора

В данном разделе коротко описывается назначение прибора и описывается назначение органов управления и индикации прибора. В некоторых случаях допускается описание структурной или функциональной схемы прибора.

0. Расчет площади печатной платы

По заданной принципиальной электрической схеме подсчитывается общее количество элементов по группам (резисторы, конденсаторы, микросхемы и т.д.) и выполняются необходимые расчеты в соответствии с приведенным примером.

Пример 1

На рисунке 2.1 приведена принципиальная электрическая схема музыкального звукового оповещателя

Рисунок 2.1- Принципиальная электрическая схема музыкального звукового оповещателя

Расчет габаритных размеров печатной платы

Габаритные размеры печатной платы зависят от:

- числа элементов

- габаритов элемента

- сложности электрической схемы

Формула расчета габаритных размеров печатной платы [5]:

(2.1)

где, — суммарная установочная площадь радиоэлементов, установленных на плате;

— коэффициент запаса по площади = 0,86.

Формула расчета установочной площади радиоэлементов [5]:

(2.2)

где, — площадь, занимаемая радиоэлементом на печатной плате.

На рисунке 2.2 приведен расчет установочной площади конденсатора К50-35

Рисунок 2.2 - Размеры конденсатора К50-35

Диаметр конденсатора(D)= 8 мм

У становочный объем радиоэлемента [5]:

(2.3)

где, = 13мм — высота конденсатора

Аналогично произведем расчет остальных радиоэлементов, размещенных на пе-

чатной плате. Результаты расчетов представлены в таблице 2.1

Исходя из данных таблицы рассчитываем площадь печатной платы- :

= 972.37/ 0.86 = 1130.66 мм

Рассчитываем размеры сторон печатной платы, выбирая из ряда предпочтительных чисел:

А = ; А= 1130.66= 33,62 мм =40 мм

B = /А; B= 33,63 мм =40 мм

Размеры печатной платы – 4040 мм ГОСТ 10317- 73

Площадь печатной платы по ГОСТу () – 1600 мм

Таблица 2.1 - Расчет габаритных размеров элементов

Обозн.	Тип	Кол-во	Sуст. мм	Vуст. мм	Масса г.	Сумма Sуст. мм	Сумма Vуст. мм	Сумма Масс г.
BF1	HCM12-12A	1	226.08	1582.56	2	226.08	1582.56	2
C1	R10- 17Б	1	16	96	0.4	16	96	0.4
C2	К50- 35	1	100.48	1306.24	4	100.48	1306.24	4
DA1	BT66T-19L	1	25.12	125.6	0.5	25.12	125.6	0.5
HL1	L- 44	1	25.12	150.72	0.3	25.12	150.72	0.3
R1…R7	C1- 4	7	3.14	18.84	0.2	21.98	131.88	1.4
SW1	TS-A3-PV-130	1	72	432	5	72	432	5
VD1	BZX55	1	2.35	8.225	0.2	2.35	8.225	0.2
VT1, VT2	BC547	2	25.12	125.6	0.4	50.24	251.2	0.8
VT3	КТ31	1	49	245	1	49	245	1
XL1	ED- 500V	2	192	1920	8	384	3840	16
Итого		Sуст. мм		Vуст. мм		Масса г.
		972.37		8169.425		31.6

2.3 Расчет конструктивных показателей

Конструктивные показатели электронного устройства предназначены для правильного выбора размеров печатной платы, рационального использования площади поверхности печатной платы, правильного размещения радиоэлементов на печатной плате. Коэффициент используемой площади печатной платы[5]:

(2.4)

где,

- суммарная установочная площадь радиоэлементов, равна- 972.37 мм

- площадь печатной платы по ГОСТу, равна – 1600 мм

972,37/ 1600= 0,61

Расчет показывает, что радиоэлементы и крепеж занимают 61% от площади печатной платы. Под трассировку и проводники отведено 39% площади. Такое значение коэффициента объясняется тем, что обеспечение технологичности изготовления печатной платы ее размеры были увеличены.

Коэффициент используемого объема печатной платы [5]:

(2.5)

где,

- суммарный установочный объем радиоэлементов, равен- 8169,425мм

Объем печатной платы [5]:

(2.6)

где,

- высота самого высокого радиоэлемента, равна- 13 мм

= 1600 ∙ 13= 20800 мм

= 8169,425/ 20800= 0,39

Расчет показывает, что радиоэлементы и крепеж занимают 39% от объема печатной платы, что разброс высот радиоэлементов от 5 до 13 мм. Такое значение коэффициента обусловлено тем, что сравнительно большой объем занимают радиоэлементы с высотой не более 10 мм.

Плотность упаковки печатной платы [5]:

(2.7)

где, - количество радиоэлементов, размещенных на печатной плате, равно- 11 шт.

11/ 1600= 0,0069∙ 100= 0,69 шт/ см

Расчет показывает, что на каждом квадратном сантиметр размещается 0,69 радиоэлемента. Учитывая, что элементы занимают 61% площади печатной платы (коэффициент Ks’) и, что в схеме используются стандартные элементы, то такое значение коэффициента плотности упаковки объяснимо.

2.4 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 большие токи, чем через объемные проводники того же сечения. Для печатных проводников, расположенных на наружних слоях, допускается плотность тока до 20 А/мм. При этом заметного нагрева проводников не наблюдается.

Плотность тока определяется по формуле:

(2.8)

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

S - площадь сечения печатного проводника, мм

Отсюда

S=I/D,

S=0,5/20=0,025 мм.

Как известно,

(2.9)

где - ширина проводника.

Отсюда

(2.10)

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.