2.3 Оценка элементной базы

В разрабатываемом устройстве применяются микросхемы серии К561, главной особенностью которых является очень малое потребление тока в статическом режиме  0,1...100 мкА. Номинальное напряжение питания микросхем этой серий 9В  5%, однако они сохраняют работоспособность в диапазоне питающих напряжений 3,5...12 В. Применение микросхем серии К561 с широким рабочим диапазоном напряжения питания и малым потреблением энергии обусловлено использованием внутреннего источника питания. Диапазон рабочих температур составляет –45…+85 ˚С.

Виды микросхем :

• К561ИЕ8 – десятичный счетчик-делитель, тип корпуса 238.16-1, вариант установки на печатную плату VIII a.

• К561ЛА7 – 4 логических элемента «2И-НЕ», тип корпуса 201.14-1, вариант установки на печатную плату VIII a;

• К561ЛН2 – 6 логических элементов НЕ с буферным выходом, тип корпуса 201.14-1, вариант установки на печатную плату VIII a;

• К561ТР2 – 4 RS-триггера с третьим состоянием на входе, тип корпуса 238.16-1, вариант установки на печатную плату VIII a.

В электрической схеме используются также микросхемы серии К1561. Отличительная особенность серии К1561 от К561 — наличие буферных элементов на входах и выходах, в результате чего все микросхемы серии имеют примерно одинаковые выходные характеристики. Кроме того, микросхемы КР1561 защищены от перегрузок как по входу, так и по выходу (в выходные цепи добавлены токоограничительные резисторы), но некоторые из элементов данной серии имеют меньший допустимый диапазон питающего напряжения.

Микросхема К1561ЛИ2 – 4 логических элемента И, тип корпуса 201.14-1, вариант установки на печатную плату VIII a.

Микросхема К1157ЕН501А - мощный стабилизатор напряжения с фиксированными выходными напряжениями отрицательной полярности, обладающий следующими преимуществами: имеют встроенную защиту от короткого замыкания, от перегрузок по току и перегрева кристалла, корпус КТ – 26, вариант установки II в.

КР293КП1Б - коммутатор сигналов постоянного и переменного тока с оптоэлектронной развязкой между входом и выходом. По своим электрическим параметрам и функциональным возможностям эти микросхемы во многих областях техники могут заменить электромеханические реле. Данное обстоятельство определило широкое использование в литературе термина "твердотельное реле" для обозначения интегральных схем новой серии коммутационных приборов, напряжение коммутации 230 В, выходное сопротивление 25 Ом, тип корпуса 201.14-1, вариант установки на печатную плату VIII a.

Используемые резисторы КИМ – высокомегаомные, предназначены для работы в цепях с малыми токами. Значительно меняют свое сопротивление при изменении подаваемого на них напряжения. В схеме используются резисторы с номиналами мощностей: 0,125 Вт.

Предельные эксплуатационные данные:

-наработка на отказ, ч 25000;

-диапазон рабочих температур, ⁰ С 60...+70;

-срок сохраняемости, лет 15;

-вариант установки II а.

В электрической схеме используются несколько видов конденсаторов, далее приведена их характеристика.

Конденсаторы серии К50 - алюминиево-оксидно-электролитические конденсаторы общего назначения. Характеризуются очень большой удельной емкостью, большими потерями, значительными токами утечки. Применяются в шунтирующих и фильтровых цепях, для накопления энергии в импульсных устройствах. Эти конденсаторы работают в диапазоне температур от -60 до +125 ⁰ С. Вариант установки конденсаторов на печатной плате II b. Используются конденсаторы К50-6, К50-15.

К76П – конденсатор предназначен для работы в цепях постоянного, пере­менного и пульсирующего тока, вариант установки II a.

БМТ-2 – бумажный малогабаритный теплостойкий, используется в качестве проходного конденсатора, вариант установки II а.

МБМ ОС МБМ – бумажные металлизированные малогабаритные, предназначены для формирования мощных импульсов тока разряда в нагрузке, обладают максимальной энергоемкостью. Конденсаторы изготавливаются в металлических герметизированных корпусах и имеют длительные сроки эксплуатации и хранения, вариант установки II а.

Элементы типа КС156А, 2С524А, 2С536А - стабилитроны кремниевые сплавные; выполняются в металлическом герметичном корпусе с гибкими выводами. Предельные эксплуатационные данные:

- диапазон рабочих температур, ⁰ С 60...+125;

- масса, не более, г 1;

- максимальная рассеиваемая мощность

при температуре 55...+100⁰ С, мВт 300.

Вариант установки стабилитрона на ПП – II а, ОСТ4.010.030-81.

КД522А – кремниевые эпитаксиально-планарные импульсные диоды. Температурный диапазон от –55 до +85 С. Масса не более 0,15 г. Вариант установки на печатную плату II а.

Предельные эксплуатационные данные:

• постоянное обратное напряжение, В 30;

• импульсное обратное напряжение, В 40;

• средний прямой ток, мА 50;

• импульсный прямой ток, мА 850;

• температура перехода, ºС 125.

Д9Б – германиевый точечный диод. Температурный диапазон от –60 до +70 С. Вариант установки на печатную плату II а.

Предельные эксплуатационные данные:

• постоянное обратное напряжение, В 10;

• импульсный прямой ток, мА 125;

• средний прямой ток, мА 40.

КД105Б – диффузионный кремниевый диод. Температурный диапазон от –55 до +85 С. Вариант установки на печатную плату II а.

Предельные эксплуатационные данные:

• постоянное обратное напряжение, В 400;

• импульсный прямой ток, мА 1500;

• средний прямой ток, мА 300.

Транзисторы КТ315А и КТ361Б являются кремниевыми транзисторами малой мощности, выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Выполнены по технологии p-n-p. Применяются в усилителях гетеродинов и преобразователей в телевизионных и радиовещательных приемниках. Вариант установки II в. Предельные эксплуатационные данные транзистора КТ315А:

- постоянная рассеиваемая мощность коллектора

при температуре 30⁰ С, мВт 300;

при температуре 85⁰ С, мВт 162,5.

Предельные эксплуатационные данные транзистора КТ361А:

- постоянная рассеиваемая мощность коллектора

при температуре 35⁰ С, мВт 150;

при температуре 100⁰ С, мВт 30.

Реле РЭС – 55А является брызгозащищенным, одностабильным, двухпозиционным, герконовым. Обеспечивает коммутацию цепей постоянного и переменного тока напряжением 220 В, частотой до 10 кГц, с напряжением срабатывания 9 В. Предельные эксплуатационные данные:

-наработка на отказ, тыс. вкл. 10⁶;

-сопротивление обмотки, Ом 552 ..780;

-рабочее напряжение, В 6,2 ..7,6;

-ток срабатывания, мА 20;

-ток отпускания, мА 4;

-масса, г 36.

Реле устанавливается на ПП по варианту IX b, ОСТ4.010.030-81.

Световая индикация обеспечивается арсенидогаллиевым светодиодом АЛ307А. Его характеристики:

- сила света, кдм 0,15;

- цвет красный;

- длина волны, мкм 0,666;

- постоянное прямое напряжение, В 2.

Анализируя условия эксплуатации и технические условия на использование элементной базы, можно сделать вывод, что устройство можно эксплуатировать в диапазоне рабочих температур -25...+65 ⁰ С, при влажности - не более 98% и при атмосферном давлении - не более 104 кПа. Все используемые элементы соответствуют заданным в техническом задании условиям эксплуатации и режимам работы.

3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ РЭУ

3.1 Предварительная разработка конструкции устройства

При разработке конструкции устройства были учтены технические требования, заданные на разработку изделия “Против телефонных пиратов”. Объем устройства должен быть минимальным, а коэффициент заполнения - максимальным. Конструкция должна обладать достаточной механической прочностью, иметь защиту от дестабилизирующих факторов, а также обеспечивать удобство ремонта и эксплуатации РЭА.

Исходя из этого, предполагается, что устройство будет представлять собой блок, имеющий форму параллелепипеда, состоящий из основания и верхней крышки. К основанию с помощью втулок и винтов крепится печатная плата. На ПП размещаются основные элементы печатного монтажа. Индикаторы крепятся на лицевую панель.