СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Расширенное техническое задание 4

2. Анализ технического задания, электрической

схемы и оценка элементной базы 6

2.1. Принцип работы устройства 6

2. Определение установочных, присоединительных

и габаритных размеров элементной базы 8

3. Разработка конструкции ЭАВТ 10

3.1 Объемно-компоновочный расчет 10

3.2 Описание конструкции блока 14

3.3. Выбор типа электрического монтажа 15

3.4. Выбор способов защиты устройства

от внешних воздействий. 16

3.5. Выбор защитных и защитно-декоративных

покрытий 16

3.6. Выбор способов маркировки деталей

и сборочных единиц. 17

4. Конструкторские расчеты 18

4.1. Расчет печатного монтажа 18

4.2. Расчет электромагнитной совместимости 24

4.3 Расчет теплового режима 24

Заключение 28

Список литературы 29

Приложение 30

Введение

Задача курсового проекта – развитие и закрепление навыков самостоятельной работы при решении конкретной задачи, овладение методикой расчета и конструирования изделий ЭАВТ.

Цель курсового проекта – разработка радиоэлектронного устройства – тонального генератора для полифонического ЭМИ, а также научиться использовать нормативно-техническую документацию при разработке изделия, ознакомиться с порядком построения, изложения и оформления конструкторской документации.

В данной курсовой работе необходимо произвести расчет основных параметров разрабатываемого изделия, разработать компоновку модулей в корпусе прибора, разместить навесные ЭРЭ на печатной плате модуля, разработать конструкцию корпуса прибора и коммутацию между модулями, при условии выполнения всех требований, предъявляемых к данному изделию.

1 Расширенное техническое задание

1. Назначение изделия

Тональный генератор для полифонического ЭМИ применяется для имитации и создания различных звуков при определенной частоте модуляции и глубине.

1.2 Состав изделия

Устройство состоит из 2 модулей: модуля тонального генератора и модуля управления.

1.3 Технические требования

Напряжение управления 0,558 В

Диапазон рабочих частот

при напряжении управления 0,34,8 МГц

Нелинейность характеристики управления

(на частоте 0,34 МГц) не более 5 %

Изделие предназначено для работы в диапазоне температур от (-20С) до (+60С) и относительной влажности 5090% и атмосферном давлении 600850 мм. рт. ст. Хранить изделие при температуре не ниже –5⁰С в закрытых помещениях.

Транспортирование осуществляется любыми видами транспорта в упакованном виде.

По степени защиты от влаги изделие относиться к приборам обычного исполнения (ГОСТ 14087-80).

Разработанное изделие предназначено для использования по IV категории условий эксплуатации (закрытые, отапливаемые и вентилируемые помещения).

4. Требования по надежности

Наработка на отказ, тыс. часов 1015

Интенсивность отказов, ч^-1 10^-610^-9

Долговечность, лет 10

Гарантийный срок, год 1

4. Конструктивные требования

Использовать интегральную и дискретную элементную базу.

Форма и размеры конструкции определить в процессе проектирования.

Использовать печатный и объемный монтаж.

Органы управления вынести на лицевую панель.

Цвет любой.

Устройство выполнить в металлическом корпусе.

Конструкция изделия должна предусматривать пользователя без применения специальных мер обеспечения безопасности.

6. Ориентировочная номенклатура конструкторской документации

Схема электрическая принципиальная – А3; Печатная плата – А2;

Печатный узел – А3; Сборочный чертеж – А2.

2 Анализ технического задания, электрической схемы и оценка элементной базы

2.1. Принцип работы устройства

После поиска и сравнительного анализа по техническим характеристикам аналогов данного устройства, был выбран тональный генератор 1.

На вход 1 подают сигнал с генератора огибающей для автоматического управления скольжением частоты звука. При незначительной глубине модуляции (от 5 до 30 % тона) достигается имитация оттенков звучания бас - гитары, а также других щипковых и ударных инструментов, у которых высота интонирования звуков в момент их извлечения немного отклоняется от нормы (обычно скачком повышается во время атаки звука и далее быстро уменьшается до своего нормального значения).

На вход 2 подается постоянное управляющее напряжение с ручного или педального регулятора глиссандо. Этот вход как раз и служит для подстройки или изменения (транспонирования) тональности в пределах двух октав, а также для скольжения по высоте аккордов или тональных звуков, имитирующих, например, тембр кларнета, тромбона или голоса.

На вход 3 подают от генератора вибрато сигнал синусоидальный, треугольной или пилообразной формы. Переменным резистором R4 регулируют уровень вибрато в пределах 0  0,5 тона, а также уровень девиации частоты до  1 октавы и более при замыкании выключателя SA1. При большой частоте модуляции (5…10 Гц) и глубине  0,5…1,5 октавы тональные звуки теряют свои музыкальные качества и приобретают характер шумового сигнала, напоминающий глухой рокот или шелест лопастей вентилятора. При малой частоте (0,1…1 Гц) и той же глубине достигается очень красочный м выразительный эффект, подобный «плавающему» звуку гавайской гитары.

Сигнал с выхода тонального генератора надо подавать на вход цифрового формирователя сигналов равномерно – темперированного музыкального строя.

На операционном усилителе DA1 собран активный сумматор управляющих сигналов. Сигнал с выхода сумматора поступает на вход ГУН, который выполнен на элементах DD1.1-DD1.4. Кроме ГУН, устройство содержит образцовый кварцованный генератор, который собран на элементах DD2.1.,DD2.2., а также цепь из двух октавных делителей частоты на триггерах микросхемы DD3, тактируемых этим генератором. генератор и триггеры формируют три образцовых сигнала с частотой 500 кГц, 1 и 2 Мгц. Эти три сигнала и сигнал с выхода ГУН поступает на вход электронных ключей, собранных на элементах DD4.1-DD4.4. с открытым коллектором.

Эти коммутаторы, управляемые переключателями SA2 – SA5, имеют общую нагрузку - резистор R13. Выходные цепи элементов образуют устройство с логической функцией ИЛИ. Когда один из ключей пропускает на выход свой тактовый сигнал, остальные закрыты низким уровнем с переключателей. Высокий уровень для подачи на R-входы D-триггеров DD3.1 и DD3.2 и на контакты переключателей SA2 – SA5 снимают с выхода элемента DD2.4.

Кварцованный генератор с делителями частоты играет вспомогательную роль и служит в основном для оперативной подстройки ГУН или «ведут» инструмент в режиме «Орган», при этом переключатели SA3, SA4, SA5 («4¹», «8¹», «16¹») позволяют смещать строй ЭМИ соответственно от самого низкого регистра на одну или на две октавы вверх. При этом, разумеется, никакой подстройки или изменения высоты звуков не может быть.

2. Определение установочных, присоединительных и габаритных размеров элементной базы (ОСТ 4.010.030-81)

Устройство состоит из 2 модулей: модуля тонального генератора и модуля управления.

Модуль тонального генератора содержит следующие элементы:

1) Резисторы серии ОМЛТ-0,125 (ГОСТ 7113-77) постоянного сопротивления, которые характеризуются высокой стабильностью параметров, слабой зависимостью сопротивления от частоты и рабочего напряжения, высокой надежностью. Установочная площадь – 22,4 мм². Диапазон рабочих температур минус 60...+125С. Вариант установки – Iа.

2) Конденсаторы постоянной емкости серии КД-2б (ОЖО 460.161 ТУ). Характеризуются высокими электрическими показателями, небольшой стоимостью, большим сопротивлением изоляции, малым тангенсом угла потерь. Диапазон рабочих температур минус 60...+125С. Установочная площадь – 52,5 мм². Вариант установки – IIв.

3) Конденсаторы полярные серии К52-1. Характеризуются высокими электрическими показателями, небольшой стоимостью, большим сопротивлением изоляции, малым тангенсом угла потерь. Диапазон рабочих температур минус 60...+125С. Установочная площадь – 150 мм². Вариант установки – Iа.

4) Микросхема К155ЛА3 - представляет собой 4 логических элемента И-НЕ (КО 348.006-21 ТУ). Размещена в корпусе типа 201.14-1. Диапазон рабочих температур минус 45...+85С. Установочная площадь – 153,75 мм². Вариант установки – Iа

5) Микросхема К155ЛА8 (КО 348.006-02 ТУ). Микросхема размещена в корпусе типа 201.14-1. Диапазон рабочих температур минус 40...+70С. Установочная площадь – 153,75 мм². Вариант установки – Iа

6) Микросхема К155ТМ2 (КО 348.006-57 ТУ). Микросхема размещена в корпусе типа 201.14-1. Диапазон рабочих температур минус 40...+70С. Установочная площадь – 153,75 мм². Вариант установки – Iа

7) Микросхема К553УД1А (КО 348.260-01 ТУ). Представляет собой операционный усилитель. Размещена в корпусе типа 201.14-1. Диапазон рабочих температур минус 45--- +85˚С. Установочная площадь – 153,75 мм². Вариант установки – Iа

8) Диод Д 9Б (ТТЗ 362.088 ТУ). Установочная площадь – 78 мм². Вариант установки – Iа.

9) Кварцевый резонатор. Металлический корпус М, плоской формы. Установочная площадь – 68,97 мм².

Модуль управления содержит следующие элементы

1) Кнопки малогабаритные КМ АГО.360.203 ТУ 11-85 представляют собой коммутирующие элементы, замыкающие (размыкающие) контакты.