Лист
Изм
Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Введение
Задачей курсового проекта является развитие и закрепление навыков самостоятельной работы при решении конкретной задачи, овладение методикой расчета и конструирования изделий ЭАВТ.
Цель данной конструкторской разработки – научиться использовать нормативно-техническую документацию при разработке изделия, ознакомиться с порядком построения, изложения и оформления конструкторской документации.
Микроэлектроника, заявившая о себе в начале шестидесятых годов, сегодня оказывает решающее влияние на техническое перевооружение во всех областях радиоэлектроники. Аналоговые интегральные микросхемы широко и прочно закрепились в радиовещательной, телевизионной, звукозаписывающей и воспроизводящей аппаратуре, и измерительной аппаратуре а логические (или цифровые) микросхемы заняли доминирующее положение в больших, мини и микро-ЭВМ, персональных компьютерах, в устройствах автоматического управления производственными процессами, движением транспорта, в станках с числовым программным управлением (ЧПУ), в аппаратуре сбора, переработки и хранения различной информации, во многих других устройствах и приборах цифровой техники. Сегодня для нас уже привычными стали электронные кассовые аппараты, быстро и точно подсчитывающие стоимость покупок в универсамах, весы с цифровым представлением результата взвешивания продуктов, автоматизированные системы управления продажей авиа- и железнодорожных билетов, микрокалькуляторы, ставшие предметом первой необходимости у инженеров и техников, бухгалтеров, многих школьников и студентов.
Цифровая техника – самое перспективное направление в современной электронике, в науке, народном хозяйстве, в учебном процессе в общеобразовательных школах, лицеях, техникумах, институтах и университетах. Без нее немыслим дальнейший научно-технический прогресс. Вряд ли нужно доказывать, какие огромные возможности вносит цифровая техника в радиолюбительское творчество.
Увеличение плотности печатного монтажа, тенденция к автоматизации технологических процессов изготовления печатных плат, необходимость уменьшения трудоемкости и повышения процента выхода годных изделий существенно обострили вопросы технологичности при серийном изготовлении печатных плат (ПП).
При реализации схематических решений минимально необходимые размеры элементов печатного монтажа и их взаимное расположение определяют в результате расчета электрической схемы, но при этом часто не уделяют достаточного внимания обоснованному определению технологических допусков для производства. Между тем из практики производства печатных плат известно, что слишком малые размеры элементов и жесткие допуски значительно снижают процент выхода годных изделий, а, следовательно, и экономичность производства. Поэтому при конструировании ПП после определения параметров в результате расчета необходимо определить их оптимальные размеры, приемлемые зазоры между ними и реальные допуски на изготовление. Методика такого расчета в известной степени зависит от способа изготовления ПП. Широко используются для расчета основных элементов печатного монтажа в соответствии с производственно-техническими требованиями для односторонних ПП, выполненных комбинированным позитивным и электрохимическим методами; многослойных печатных плат (ОПП), изготавливаемых химическим методом; двусторонних печатных плат (ДПП), выполненных комбинированным позитивным и электрохимическим методами; многослойных печатных плат (МПП), изготавливаемых методами металлизации сквозных отверстий с внутренними межслойными переходами; гибких печатных кабелей, а также элементов проводящего рисунка на фотошаблонах.
Разрабатываемая конструкция – автоматический таймер для телевизора, является дополнительным изделием, увеличивающим возможностью телевизоров предыдущих поколений снабдить функцией таймера.
1. РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.
Изделие предназначено для добавления в телевизоры предыдущих поколений функции таймера.
Изделие должно представлять собой устройство, помещенное в корпус внутри которого размещены электронные элементы устройства. В корпусе устройства находится разъем, через кабель соединяющий устройство с телевизором.
Технические требования:
напряжение питания 12 В;
максимально потребляемый ток до 150 мА;
потребляемая мощность, не более до 0,4 Вт;
эксплуатация в помещениях 1 категории (открытые неотапливаемые вентилируемые помещения):
температура от -20 до +50 ºС;
влажность при температуре 25ºС и атмосферном
давлении 86-106 кПа, не более 90%;
Требования надежности:
наработка на отказ…………..…………………….15 – 25 тыс. часов;
интенсивность отказов ……………………………10-7 – 10-9 ч-1.
Конструктивные требования
использование интегральной и дискретной элементной базы;
масса, форма и габариты устанавливаются в процессе проектирования;
окраска в любой цвет.
Ориентировочная номенклатура конструкторской документации:
схема электрическая принципиальная ………………..А2;
перечень элементов ..................................................А4;
сборочный чертеж печатной платы …………………...А2;
сборочный чертеж изделия ……………………………..А2;
спецификация…………………………………………………….А4.
2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ.
2.1. Анализ работы электрической схемы
Принцип работы автоматического таймера для телевизора заключается в том, что аналоговая часть выделяет из полного цветового телевизионного сигнала (ПЦТВ) неизменяющиеся строчные импульсы синхронизации, цифровая же – обеспечивает отсчет времени и необходимую логику работы.
Узел задержки (элементы DD1.3, R1, C1, VD1) не позволяет сработать таймеру в течении переходных процессов, происходящих в телевизоре после его включения, и устанавливает в исходное состояние счетчик DD2, выполняющий функции основного измерителя времени. Кроме того, он включает в себя задающий генератор (DD1.1, DD1.2, R3, C2), генератор ЗЧ (DD5.1, DD5.2, R5, C3) и счетчик импульсов паузы.
Каскад на транзисторе VT3выделяет и предварительно формирует из ПЦТВ синхроимпульсы, имеющие постоянные амплитуду и частоту. Каскады на транзисторах VT4 и VT5усиливают их, диоды VD7, VD8 выпрямляют, и на конденсаторе С11 выделяется постоянная составляющая. Элемент DD4.2 играет роль порогового элемента.
В момент включения телевизора конденсатор С1 относительно большой емкости разряжен и на выходе элемента DD1.3 присутствует уровень 1, запрещающий работу счетчика DD2. Все его выходы находятся в состоянии 0. Генератор ЗЧ на элементах DD5.1 и DD5.2 также не работает. Транзистор VT1 закрыт. Уровень 1 на выходе элемента DD4.1 устанавливает счетчик DD3 в состояние 0. ключ VT2 закрыт.
Из ПЦТВ, проходящего через разделительный конденсатор С5, интегрирующая (R12C6R13) и помехоподавляющая (R14C7VD6) цепи выделяют синхроимпульсы, которые усиливаются транзистором VT3. затем с его коллекторной нагрузки R15 и R16 импульсы через цепь R17C8 проходят на эмиттерный повторитель на транзисторе VT4. далее через конденсатор С9 они приходят на базу транзистора VT5, работающего в режиме ключа.
Диоды VD7, VD8 с конденсатором С11 образуют выпрямитель синхроимпульсов. При их отсутствии на конденсаторе С11 будет очень малое напряжение обусловленное помехами.
Компаратором, отличающим полезный сигнал, служит инвертор DD4/2, срабатывающий при напряжении на входах выше Uпит/2. Резисторы R22 и R23 образуют разрядную цепь конденсатора С11 и одновременно делитель, определяющий работу инвертора DD4.2.
При приеме ПЦТВ на выходе элемента DD4.2 появляется уровень 0, который воздействует через диод VD9 на вход элемента DD4.1, инвертируется и запрещает работу счетчика DD3. После зарядки конденсатора С1 счетчик DD2 отсчитывает установленный интервал времени. По его достижении начнут работу счетчик DD3, определяющий время задержки выключения, и генератор на элементах DD5.1, DD5.2, R5, C3, предупреждающий звуковым или световым сигналом о завершении отсчета.
Переключение на любой другой канал после зарядки конденсатора С1 вернет устройство в исходное состояние. Пропадание синхроимпульсов вызывает переключение компаратора DD4.2 в состояние 1, выключает акустическую систему и разрешает работу счетчика DD3 (без светового или звукового предупреждения). Через установленный интервал времени телевизор выключится. Предупреждение пользователя и выключение телевизора происходят независимо от сигнала, приходящего из радиоканала, или внешнего видеосигнала.