- •Курсовой проект
- •Введение
- •1 Расширенное техническое задание
- •2. Анализ технического задания, электрической схемы, оценка элементной базы
- •2.1 Сравнительный анализ аналогов по техническим характеристикам
- •2.2 Описание и анализ работы электрической схемы
- •2.3 Оценка элементной базы.
- •3. Разработка конструкции рэу
- •3.1 Предварительная разработка конструкции устройства
- •3.2 Выбор типа электрического монтажа
- •3.3 Выбор способов защиты устройства от внешних воздействий
- •3.4 Окончательная разработка конструкции
- •4. Конструкторские расчеты
- •4.1 Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства
- •4.2 Расчет печатного монтажа
- •4.3 Расчет по постоянному и переменному току
- •4.4 Конструктивно-технологический расчет
- •4.5 Расчет электрических параметров печатной платы
- •5. Выбор способа обеспечения нормального теплового режима устройства
- •Выводы и заключения
- •Список литературы
- •Приложение
2.2 Описание и анализ работы электрической схемы
Схема электрическая принципиальная приведена на рисунке 1 приложения.
В устройство входят следующие функциональные узлы:
генератор импульсов на элементах DD1.1,DD1.2;
два двоичных делителя частоты на триггерах DD2.1,DD2.2;
узел формирования таблицы истинности на микросхеме DD3 и элементеDD1.3;
узел сравнения на микросхеме DD4;
узел питания ан микросхеме DA1.
Генератор импульсов с частотой около 20Гц формирует с помощью двух двоичных делителей частоты периодическую тестовую последовательность логических сигналов для формирования таблицы истинности логической функции двух входных переменных — 00, 01, 10, 11.Из этой тестовой последовательности образуются опорные сигналы логических функций 2И (элементDD3.1), 2ИСКЛ.ИЛИ (элементDD1.3) и 2ИЛИ (элементыDD3.2,DD3.3). Выбор функции осуществляется с помощью переключателяSB3, элементDD3.4 инвертирует сигнал функции, а инверсия функции выбирается переключателемSB4.
Одновременно тестовая последовательность с неинвертирующих выходов триггеров DD2.1, DD2.2подается на входы всех логических элементов (ЛЭ) проверяемой микросхемыDD5, размещенной в контактной панелиXS1. ТранзисторыVT1,VT2 усиливают ток низкого логического уровня до величины, достаточной для подключения четырех входов ЛЭ серий ТТЛ К155, К531 и др. РезисторыR4—R11защищают прибор и проверяемую микросхему при неправильном ее включении, исключают влияние неисправных (короткозамкнутых на выводы питания) входов микросхемы на другие входные цепи и дополнительно ограничивают величину ее входных токов.
Выходные сигналы с проверяемых ЛЭ микросхемы DD5подаются на входы ЛЭ сравнения микросхемыDD4. РезисторыR13—R16 проверяют нагрузочную способность выходов DD5(для микросхем КМОП) и необходимы для проверки ЛЭ с выходами типа "открытый коллектор" (ТТЛ). На другие входы ЛЭ сравнения поступает опорный сигнал выбранной логической функции с переключателя SB4,а к выходам ЛЭ сравнения подключены светодиодыHL1—HL4, причем токоограничивающие резисторы для светодиодов не нужны, поскольку выходной ток микросхемыDD4 ограничен на уровне нескольких миллиампер.
При равенстве проверяемого и опорного логических сигналов выходной сигнал ЛЭ сравнения равен нулю и светодиод не светится. Если же проверяемый и опорный сигналы различны, то соответствующий ошибочному проверяемому сигналу ЛЭ сравнения высоким выходным уровнем включает светодиод, индицируя неисправность данного ЛЭ (точнее, отличие логической функции элемента от опорной). При полностью исправной микросхеме DD5все светодиоды погашены, а при ошибке хотя бы в одном ЛЭ будет мигать или постоянно светиться один или несколько светодиодов, сигнализируя о неисправности. Таким образом, данный логический тестер позволит выявить один неисправный ЛЭ при остальных годных, что может оказаться полезным в радиолюбительской практике.
В результате анализа схемы электрической принципиальной устройство можно разделить на основной модуль и модуль индикации.
2.3 Оценка элементной базы.
В проектируемом устройстве применяется интегральная и дискретная элементная база.
Интегральные микросхемы.
К561ЛЕ5 – цифровая интегральная схема широкого применения, изготовленная по полупроводниковой технологии, со штыревыми выводами, представляет собой четыре логических элемента «ИЛИ».
К561ЛП2 – цифровая интегральная схема широкого применения, изготовленная по полупроводниковой технологии, со штыревыми выводами, представляет собой четыре логических элемента «2ИСКЛ.ИЛИ».
К561ТМ2 – цифровая интегральная схема широкого применения, изготовленная по полупроводниковой технологии, со штыревыми выводами, представляет собой два D-триггера.
КР142ЕН5А – аналоговая интегральная схема широкого применения, изготовленная по полупроводниковой технологии, в пластмассовом корпусе, представляет собой стабилизатор напряжения с фиксированным выходным напряжением и защитой от перегрузок по току.
Резисторы МЛТ–0,125, металлопленочные лакированные теплостойкие, постоянные, непроволочные, предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока в качестве элементов навесного монтажа, рассеиваемая мощность 0,125 Вт.
Конденсаторы КМ6 керамические монолитные общего назначения. Характеризуются большой удельной мощностью, низкими потерями, высоким сопротивлением изоляции, стабильным ТКЕ. Применяются в цепях постоянного, переменного и импульсного тока.
Индикаторы.
Светоизлучающий диод АЛ307Б арсенид-галлий-алюминиевый в пластмассовом корпусе красного цвета свечения. Его характеристики:
сила света при Iпр= 10 мА 0,9 мкд;
температура окружающей среды от 213 до 343 К.
Светоизлучающий диод АЛ307В арсенид-галлий-алюминиевый в пластмассовом корпусе зеленого цвета свечения. Его характеристики:
сила света при Iпр= 20 мА 0,4 мкд;
температура окружающей среды от 213 до 343 К.
Транзистор КТ315А кремниевый эпитаксиально-планарный n-p-n усилительный высокочастотный маломощный в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Предназначен для работы в схемах усилителей высокой, промежуточной и низкой частоты. Его характеристики:
постоянная рассеиваемая мощность коллектора 150 мВт;
масса 0,18 г.
Транзистор КТ209К кремниевый эпитаксиально-планарный p-n-p маломощный в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Предназначен для работы в усилительных и импульсных микромодулях и блоках герметизированной аппаратуры. Его характеристики:
постоянная рассеиваемая мощность коллектора200 мВт;
масса 0,3 г.
Технические условия и характеристики элементной базы приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Технические условия и характеристики элементной базы
Название элемента |
Характеристики | ||
Напряжение питания, В |
Диапазон температур, 0С |
Влажность воздуха, % | |
Интегральные схемы |
|
|
|
К142 |
8…15 |
-45 … +100 |
98% при 25 0С |
К561 |
5 |
-60 … +125 |
98% при 25 0С |
Резистор МЛТ-0,125 |
|
-60 … +70 |
98% при 20 0С |
Конденсатор КМ6 |
|
-60 … +125 |
98% при 35 0С |
Транзисторы |
|
|
|
КТ315А |
|
-60 … +100 |
98% при 35 0С |
КТ209К |
|
-45 … +100 |
98% при 25 0С |
Индикатор АЛ307 |
|
-60 … +70 |
98% при 25 0С |
Сравнивая условия эксплуатации и технические условия на использование элементной базы, можно сделать вывод, что проектируемое устройство можно эксплуатировать при следующих условиях:
Температура, 0С -45 … +70;
влажность воздуха, 98% при 20 0С.
Это соответствует требованиям технического задания.