Основы проектирования электронных средств (ЭС): Задание на курсовой проект, методические указания к выполнению курсового проекта

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра технологии и дизайна радиоэлектронной техники

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ (ЭС) Задание на курсовой проект Методические указания к выполнению курсового проекта

Факультет радиоэлектроники Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста: 654300 – проектирование и технология электронных средств 200800 – проектирование и технология радиоэлектронных средств Направление подготовки бакалавра 551100 – проектирование и технология электронных средств

Санкт-Петербург 2005

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.396.6.001.63 Основы проектирования электронных средств (ЭС): Задание на курсовой проект, методические указания к выполнению курсового проекта. - СПб.: СЗТУ, 2005. -53c. Тематика курсового проекта соответствует рабочей программе дисциплины «Основы проектирования электронных средств (ЭС)», отвечающей требованиям государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 654300 ( специальность 200800 – « Проектирование и технология радиоэлектронных средств») и по направлению подготовки бакалавров техники и технологии 551100. Представлены варианты задания на курсовой проект. Приведены методические указания к выполнению курсового проекта. В приложениях приведены справочные материалы, необходимые для выполнения проекта. Рассмотрено на заседании кафедры конструирования и производства РЭА 13 января 2005 г., одобрено методической комиссией факультета радиоэлектроники 13 января 2005 г. Р е ц е н з е н т ы: кафедра технологии и дизайна радиоэлектронной техники (зав. кафедрой В.Н.Воронцов, д-р техн. наук, проф.); В.И.Соколов – д-р физ.-мат. наук, проф., зав. лабораторией физикотехнического института РАН.

Составитель В.В.Винников, канд. техн. наук, доц.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2005 2

ВВЕДЕНИЕ Задачей курсового проектирования является разработка технического задания, конструкции функционального узла на основе унифицированной типовой конструкции с проведением необходимых расчетов и разработкой комплекта конструкторской документации. В ходе курсового проектирования студенты должны изучить и освоить: методику проектирования функционального узла (ФУ) на основе печатных плат; правила выполнения конструкторской документации (КД) по спроектированному ФУ; методику проведения компоновочных расчетов; нормативную литературу, регламентирующую как процесс проектирования, так и выполнение КД. Выполнение курсового проекта призвано способствовать закреплению, углублению и обобщению теоретических знаний, полученных студентами по изучаемой дисциплине, а также выработке практических навыков проектирования узлов ЭС.

3

1. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект является самостоятельной работой студента и должен быть выполнен на основе индивидуального задания в соответствии с двумя последними цифрами студенческого шифра. Задание Исходные данные приведены в табл. 1 в соответствии с предпоследней цифрой шифра, а схема выбирается в соответствии с последней цифрой шифра (приложение 1) Задачей проекта является разработка конструкции функционального узла (ФУ) с проведением необходимых расчетов и представлением комплекта КД.

Таблица 1 Предпоследняя цифра шифра

Группа ЭС

Тип конструкции 1 Стационарная (группа 1) 1 2 Стационарная (группа 2) 1 3 Возимая (автомобильная) 2 4 Возимая (гусеничная) 2 5 Судовая (большие суда= корабельная) 2 6 Судовая (малые суда= буйковая) 1 7 Носимая (группа 6) 1 8 Носимая= лабораторная (группа 7) 2 9 Самолетная (для штатного режима) 2 0 Возимая (железнодорожная) 1 Примечания: 1) группы ЭС заданы в соответствии с таблицей 2 (по [2],с.50…51); 2) тип конструкции: 1 – разъемная, 2 - книжная

На основании исходных данных (группы ЭС и схемы) Вы должны выполнить следующее: 1.Разработать следующие технические требования (ТТ) ТЗ (приложение2): а) состав продукции и требования к конструктивному устройству;

4

б) требования к надежности; в) условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту. 2.Разработать конструкцию печатной платы (ПП), а также конструкцию ФУ. 3.Рассчитать: коэффициент объемного заполнения ФУ; параметры печатного монтажа. 4.Разработать графические КД: ЭЗ; ПЭЗ; сборочные чертежи печатной платы и ФУ; деталировочные чертежи, включая трассировку печатной платы; спецификации к сборочным чертежам. Пояснительная записка (ПЗ) должна содержать: 1.ТТ к изделию; 2.Обоснование выбора элементной базы (с таблицей соответствия, приложение7 или [2], с.58) 3.Пояснения к внутренней и внешней компоновке ФУ. 4.Обоснование выбора конструкции, материалов и покрытий. 5.Обоснование необходимых мер по защите от дестабилизирующих факторов. 6.Расчеты

5

Характеристики внешних воздействий Основные Окружающая температура, К

Группы ЭС

Т min

Т max

ОтносиУдары тельная Длитель- Ускорение Частота влаж - ность аИ , м/с 2 ν И , ность в τИ, %, при мин −1 мс 298 К

Стационарные ЭС, работающие в отапливаемых помещениях (1-я группа)

233

328

80

-

-

-

Стационарные ЭС, работающие на открытом воздухе (2-я группа)

233

333

93

-

-

-

Автомобильный Гусеничный

233

333

93

5...10

147

40... 80

233

333

93

5. ..10

147

40... 80

Железнодорожный Большие суда

233

333

93

3…10

392

40... 80

233

333

93

233

333

93

5...10 5...10 5...10

147 147 98

40,.. 80 40... 80 40. ..80

233

328

93

5... 10

98

40... 80

233

328 93. . . 100

15

117,7

Возимые ЭС на транспорте (3-я и 5-я группы) Судовые ЭС (4-я группа)

Малые суда Носимые и портативные ЭС, работающие на открытом воздухе (6-я группа) Носимые и портативные ЭС, работающие в отапливаемом помещении (7-я группа) Самолетные ЭС, работающие в штатных условиях

при

Т=321... 330К

6

____

Таблица 2 характеристики Вибрации Диапазон частот f Н …f В , Гц

Линейные Пониженное ускоре- атмосферное ния, давление Н, Виброус2 кПа м/с корение а,

Дополнительные условия

м/с2

10... 30

19,6

-

61

10. ..30

19,6

-

61

Воздействие инея и росы, дождя, воздушно-пылевого потока. ГОСТ 16019—78

4... 80

78,5

3,12

61

3...30

19,6

-

61

Возникновение инея и росы, дождя, воздушного потока, ГОСТ 16019—78

2. ..100

19,6

3,12

61

4. ..100

78,5

5... 150 10... 70

58,9 37

-

61

10., .30

10,7

-

61

5... 2000

0,98... 196

61

2

7

_________________

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА При работе над проектом целесообразно использовать [5,10] кроме рекомендованной по разделам, см.[ 3]. Для выбора размеров ПП Вам предлагается использовать один из типоразмеров блоков УТК,[5], с. 124...135. При этом необходимо заданную схему разместить на наименьшей площади ПП. Оставшаяся часть ПП условно используется под другие функциональные части изделия. Чтобы обеспечить возможность дальнейшей оценки полученной разработки принять, что площадь ПП должна быть кратна площади разрабатываемого фрагмента Sфр, т.е. Sпп=n⋅Sфр, где n - целое четное число. При компоновке ФУ предусмотреть индивидуальный экран, конструкция которого не ухудшает ремонтопригодность ФУ. Разработка ПП должна включать в себя, как минимум, ([10], с 4...44; [2], с 134...141; [6]): - выбор типа и материала печатной платы, технологии изготовления ПП [1], с.89…102, [2], с. 18…28, [6], с.48…60, [10], с. 21…44; - расчет параметров печатного монтажа с учетом выбранного класса точности [2], с.134…141; -обоснование вариантов установки дискретных элементов в заданных корпусах; выбор разъемов и покрытий, варианта компоновки ПП и трассировки печатных соединений [11], [12], [13], а также [9], с.208…230, [10], с. 4…20; - расчет коэффициента объемного заполнения ПП. При этом считайте, что остальные фрагменты по заполнению идентичны разработанному Вами. Разработка ФУ должна включать: - разработку конструкции экрана с выбором материала и учетом назначения ЭС, табл.1; принять, что необходимо получить эффективность экранирования не менее 60 дБ; - разработку лицевой и задней панелей, крепежа, рамки, а также обоснованный выбор материалов и покрытий [6], с.89…106, [8]; - разработку конструктивных мер по защите от заданных дестабилизирующих факторов [2]. Размеры МС при установке по варианту VIIIа приведены в приложении 3, а для остальных элементов – в приложении 4: диоды типа КД, стабилитроны типа КС, транзисторы типа КТ315, КТ361 и КТ815, конденсаторы, резисторы. Кроме этого, в приложении 5 даны параметры

8

соединителей прямоугольных для печатного монтажа ГРПМ1, а в приложении 6 приведены сведения по печатным шлейфам. Графическая часть проекта должна быть выполнена строго по ЕСКД. С этой целью рекомендуется использовать [4]. Все чертежи, схемы и текстовые КД выполняются карандашом на чертежной бумаге (для чертежей ПП разрешается использовать миллиметровку или специальную бумагу для разводки ПП). За индекс предприятия в основной надписи следует принять свои инициалы (ФИО) - начальные буквы фамилии, имени, отчества. В графе 9 основной надписи проставить СЗТУ и студенческий шифр. Титульный лист выполняется по ГОСТ 2.105-79. Отчет оформляется в соответствии с ЕСКД как комплект КД, включающий в себя графические и текстовые КД (включая ПЗ).

9

3. ТРЕБОВАНИЯ К ИЗЛОЖЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА, ПОРЯДКУ ЕГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЦЕНЗИИ И ЗАЩИТЫ 3.1. Содержание отчета 3.1.1. Пояснительная записка оформляется на листах формата А4 и включает: титульный лист; «содержание» с указанием листов, соответствующих перечисленным разделам; исходные данные; технические требования; проектную и расчетную части; выводы; приложения, включая комплект КД. 3.1.2. Исходные данные должны соответствовать заданию (студенческому шифру). 3.1.3. Все КД должны быть выполнены строго по ЕСКД . 3.2. Порядок представления проекта для получения рецензии и защиты 3.2.1. Выполненный и оформленный проект представляется на кафедру для проверки и получения рецензии. В случае успешного решения студент должен по результатам рецензии провести коррекцию проекта (если таковые замечания имеются) и подготовиться к защите. Защита включает проверку знаний как теоретического материала, на основе которого проводилось проектирование, так и защиту представленного проекта. В случае неудовлетворительного решения (или неполного) студент на основе рецензии обязан повторить (или дополнить) решение задачи (той же самой или новой) и повторно представить проект на рецензию. Особо следует обратить внимание, что после проверки ни один лист из работы не может быть изъят, в том числе содержащий ошибки или неточности. Все исправления в ПЗ приводятся на чистом листе (обороте) рядом с ошибочным решением. Исправления в КД вносятся непосредственно на поле чертежа, схемы или текстового документа. И только при невозможности выполнения указанной процедуры чертеж,

10

схема или текстовый КД выпускается еще раз и подшивается совместно с документом, имеющим ошибки.

11

4. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основной: 1.Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учебник для радиотехнич. спец. вузов/ А.П.Ненашев. - М.: Высш. школа, 1990. 2.Парфенов Е.М. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов/ Е.М.Парфенов, Э.Н.Камышная, В.П.Усачев. - М.: Радио и связь, 1989. 3. Основы проектирования электронных средств (ЭС): Рабочая программа. – СПб.: СЗТУ, 2005. 4.Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/ Э.Т.Романычева, А.К.Иванова, А.С.Куликов и др. /Под ред. Э.Т.Романычевой. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989. 5. Справочник конструктора РЭА: Основные принципы конструирования/ Под ред. Р.Г.Варламова. - М.: Сов. радио, 1980. Дополнительный: 6. Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры: Спра вочное пособие/ П.И Овсищер, И.И.Лившиц, А.К.Орчинский и др./ Под ред. Б.Ф.Высоцкого, В.Б.Пестрякова, О.А.Пятлина. - М.: Радио и связь, 1982. 7. Конструрование РЭС: Учеб. пособие/ Под ред. А.С.Назарова. – М.: Изд-во МАИ, 1996. 8. Пименов А.И., Цыбина Н.Н. Лицевые панели приборов и блоков РЭС: Учеб. пособие по художественному конструированию/ А.И.Пименов, Н.Н.Цыбина. – М.: МИРЭА, 1998. 9. Преснухин Л.Н., Шахнов В.А. Конструирование вычислительных машин и систем: Учебник для втузов по спец. «ЭВМ» и «Конструирование и производство ЭВА»/ Л.Н.Преснухин, В.А.Шахнов. - М.: Высш. шк., 1986. 10. Справочник конструктора РЭА: Компоненты, механизмы, надежность/ Н.А.Барканов, Б.Е.Бердичевский, П.Д.Верхопятницкий и др. /Под ред. Р.Г.Варламова. - М.: Радио и связь, 1985.

12

11. ГОСТ 2.417-91. Платы печатные. Правила выполнения чертежей. – М.: Изд-во стандартов, 1991. 12. ГОСТ Р 51040-97. Платы печатные. Шаги координатной сетки. – М.: Изд-во стандартов, 1997. 13. ОСТ 4.010.030-81. Установка навесных элементов на печатные платы. Конструирование. – М.: Изд-во стандартов, 1981.

13

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 СХЕМЫ И СОСТАВ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМ

СХЕМА 1 R4 18K к УМ

R5 20K

C1 20 DA1 R3 5,1K к ЗГ

6

8

2

к Осцил

3 7

+U

R1 12K

-U Fc

к УМ

Fc

R2 1,5K

+15В

4

-15В

3 8 C3 1000

C2 100 DA1 К 140 УД7

СХЕМА 2 R2 10K

R1 150K

С2 200

C1 3300

1

DD1.3

DD1.2 9

DD1.1 12

R4 3,3K

R3 1K

11

1

10

2

8

1

DD1.4 3

5

4

1

6

1

C9 3,3

13

XS6

R5 1K XS1

C3 0,1мк

R7 91K

C7 0,1мк

0,01мк R6 910K

XS7

C8

R8 1K

C10 100 XS3

R9 910 XS2

к выв. 14 DD1

C4

C11 1000 C5 0,01мк

0,1мк R10 91

C6 0,15мк к выв. 7 DD1

14

XS4 DD1 К176ЛЕ5

C 12 0,01мк XS5

СХЕМА 3 XS4 R1 47K

R3 47K

R2 47K

R5 47K

DD1 К176ЛА9

к выв. 7 DD1

XS5

к выв. 14 DD1 VD1

XS3

XS6

R7 56K VT2

&

4

&

9

6

5

2

DD1.1

R8 10K

10

11 12

3

8 1

XS1

DD1.3

DD1.2

VD2

XS2

&

R6 56K

13

С1 0,015мк

R4 68K

VD1,VD2 КД522Б

XS7 VT1

VT1,VT2 КТ361Б

СХЕМА 4 +18В С2 0,1мк

16

С1 0,1мк Вход ВЧ ЧМ

R1 51K

R2 51K

С3 1000

С4 1000

С5 0,1мк

С6 0,1мк

15

14

12

10

9

С8 0,1мк Вых НЧ ЧМ

13 DA1

2

3 С7 0,1мк

К174ХА12

5

8 R3 15K

R4 1K С9 1000

Вых ВЧ

15

СХЕМА 5 XS5 R1 100K

R4

R3

R2 68K

к выв. 7 DD1

100K

47K

к выв. 14 DD1 C1 0,01мк

XS4

DD1.2 1

DA1 3

&

2

2

3

6

1

XS6

5 7 XS7

10 C2 0,01мк

XS3

DD1.3 5

8

XS2

9

12

13

14

&

6 DD1.1 8

10

&

9

XS1

DD1 К176ЛА7

DA1 168КТ2В

СХЕМА 6

R1 20K

R2 20K

10 11

+U C1 75

C3 110

DA1 К140УД1Б 8

XS1

-U

8 1

C4 110

R5 13K 10 11

DA1 К140УД1Б 8

C2 150

+U

+15B -15B

R4 27K

5

R6 39K R3 39K

16

-U

8 1 5

+15B -15B

XS2

СХЕМА 7 DD1 К155АГ3 VT1 KT815A

XS2

к выв. 16 DD1 DD1.1 1 XS1 R1 5,6K

DD1.2 9

&

& G1

G1

2

4

VD1 КС147А

12

10

C1 14 6200

C RC

15

RC

VD2 KC147A

+

C2 6 1500

C

7

R4

VD3 KД522Б

VT2 KT315Б

XS3

R7 8,2K

3,3K

R3

R2

R6 3K

R5 510

C3 10мк x16B

6,8K

6,8K

VD4 KД522Б

к выв. 8 DD1

XS4

СХЕМА 8 +18В

R3 51K

R4 51K

C4

C5

C6

C7

15

14

12

1

C1...C3 - 0,1мк C4...C7 - 1000 C8...C10 - 0,01мк

C1

С8

Вх АМ

16

9

R1 4 1K C2

13 R2 1K

C3

2

3

10

C9

17

C10

8

R5 15K

Вых НЧ АМ

СХЕМА 9 R1 150K

XS1

C3 4700

4

DD1.1 &

6

1 2

DD1.2

11

&

9

8

5

DD1.3

12

&

10

13

C11

3 2

0,01мк

DA1

10

8

3

DD1, DD2 К176ЛА9 DA1 К118УН1D C13 10мкx16B +

9

C5

C15 0,047 12

C9

100 C6 100

C14 +

390 OB

XS2

+U

R2 150K

3 XS3

C4 4700

4 5

DD2.1 &

1 6

2 8

DD2.2

11

&

9

10мкx16B

14

XS6

7

DD2.3 &

12

10

13

С12 0,01мк XS7

C7

C8 100

к выв. 14 DD1, DD2

C10

100

C16 XS8

0,047

к выв. 7 DD1, DD2

390

XS4

СХЕМА 0 R2 220K

R1 62K C3 20x108

С2 0,033мк

С1 3300

UU

+

13

4

6

1

11

2

10

DA1 К157ХА2

9

3 U Вх

XS5

14

5

12

18

С6

0,015мк

R3 2,2K U Вых

C4 5,0мк

С5 680

Выход АРУ

Примечания к схемам Схемы специально выполнены не по ЕСКД. В схемах использованы следующие электрорадиоэлементы (ЭРЭ) и микросхемы (МС): 1.Цифровые МС: К176ЛЕ5 (4 элемента 2ИЛИ-НЕ); К176ЛА7(4 элемента 2И-НЕ); К176 ЛА9(3 элемента 3И-НЕ) - с типом пластмассового корпуса 201.14-1; К155АГЗ (сдвоенный одновибратор с повторным запуском) – с типом пластмассового корпуса 201.16-5. 2.Аналоговые МС: К140УД7(операционный усилитель с внутренней коррекцией АЧХ, защитой входа и выхода от короткого замыкания и установкой нуля); КР140УД1Б (операционный усилитель); К157ХА2 (усилитель промежуточной частоты с автоматической регулировкой усиления); 168КТ2В (коммутатор тока); К118УН1Д (двухкаскадный усилитель); К174УН10 (усилитель с электронной регулировкой частотной характеристики); К174ХА12 (схема фазовой автоподстройки частоты). МС: КР140УД1Б, 168КТ2В, К118УН1Д и К157ХА2,- имеют тип пластмассового корпуса 201.14-1, К140УД7 - пластмассовый корпус типа 2101.8-1, К174 УН10 и К174 ХА12 - пластмассовый типа 238.16 - 2. 3.Диоды и транзисторы. 3.1. Диоды типа КД: размеры пластмассового корпуса, длина x диаметр, равны 3,8 x 1,9 мм при максимальной длине выводов в 28 мм и диаметре выводов - 0,55 мм; 3.2. Стабилитрон типа КС: размеры металлического корпуса, длина x диаметр, равны 15 x 7 мм при максимальной длине выводов в 20 мм и диаметре выводов - 0,7 мм; 3.3. Транзисторы типа КТ315 и 361: размеры пластмассового корпуса, длина x ширина x высота, равны 7,2 x 3 x 6 мм с плоскими выводами 0,8 x 0,15мм, длиной 6мм, расположенными симметрично в корпусе параллельно длинной стороне. 3.4. Транзисторы типа КТ815: размеры пластмассового корпуса, длина x ширина x высота, равны 7,8 x 2,8 x 11,1 мм с плоскими выводами 0,88 x 0,5 мм, длиной 13,3 мм, расположенными симметрично в корпусе параллельно длинной стороне. 4.Тип конденсаторов и резисторов студент выбирает сам, исходя из требуемого номинала, мощности, полярности и возможности нормально функционировать в заданных условиях эксплуатации. 5.Интервал рабочих температур: -для МС: (-40…+70)°С;

19

-для диодов: (-55…+85)°С; -для транзисторов: (-55…+100)°С. 6.Относительная влажность воздуха 98 % при температуре °С: -для МС серии: К118 - +40; К176,К155 -+20; К174, К157, 168,К140 - +25; -для диодов: +40; -для транзисторов: +25. 7.Механические воздействия: 7.1.Вибрации с ускорением g: -для МС серии: К118, К140,К155; К157, К174, К168 - 1...600 Гц при 10 g; К176 – 5…600 Гц при 5 g; -для диодов: 10...600 Гц при 7,5 g; -для транзисторов: 1...2000 Гц при 20 g. 7.2.Многократные удары с ускорением: -для МС серии: К118, К140,К155, К176 – 15 g; для остальных - 75 g; -для диодов и транзисторов – 75 g. 8. Тип соединителя должен соответствовать типу, применяемому для печатных плат. Например, ГРПМ1 (приложение 5). 9. Используемые стандарты: резисторы типа: - ВС – ГОСТ 6562-75; МТ – ГОСТ 7113-77; МТЕ – ОЖО.467.023ТУ; ОМЛТ – ОЖО.467.107ТУ; С2-6 – ОЖО.467.032ТУ; конденсаторы типа: - КТ-1 – ГОСТ 11553-71; БМ-2, ОСБМ-2 – ОЖО.462.087ТУ; К50-3, К50-3А, К50-3Б, ОСК50-3А, ОСК50-3Б – ОЖО.462.042ТУ; К73-6 – ОЖО.461.093ТУ; К77-1 – ОЖО.461.080ТУ; К50-6 – ОЖО.464.031ТУ; К50-16 – ОЖО.464.111ТУ; стабилитроны типа КС – СМ3.362.812ТУ; диоды типа КД – ДР3.362.029ТУ; транзисторы типа: - КТ315 – ЖК3.365.200ТУ; КТ361 – ФЫО.336.201ТУ; КТ815 – ЩЫЗ.365.001ТУ; корпуса микросхем типа: - 201.8-1, 201.14 и 238.16 - ДГО.487.004ТУ; 201.16 – 10844/10849-000ТУ.

20

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ Состав продукции и требования к конструктивному устройству. Указать наименование, количество и назначение составных частей; габаритные, установочные и присоединительные размеры; способы крепления; регулировку органов управления: виды покрытий и другие конструктивные требования к продукции и составным частям. Привести требования монтажной пригодности к продукции (поставка в собранном виде; не требующая разборки; максимально укрупненными транспортными блоками и т. д.). Указать массу продукции и ограничения на массу отдельных составляющих; требования к средствам защиты (от влаги, вибрации и др.), к взаимозаменяемости продукции и ее составным частям, к помехозащищенности и исключению помех, влияющих на другую продукцию, к виду и составу запасных частей, инструмента и принадлежностей; к организации электропитания. Требования к надежности. Указать требования к безотказности, долговечности, сохраняемости и ремонтопригодности. Выбрать номенклатуру показателей и задать количественные значения показателей. Определить группу надежности. Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту. Указать условия эксплуатации; допустимые значения показателей (температуры, влажности и т.д.), т.е. задать термоустойчивость, влагоустойчивость и т. д.; допустимые воздействия механических нагрузок (вибрационных, ударных и др.), т.е. задать виброустойчивость, удароустойчивость и др.; время подготовки продукции к использованию после транспортирования и хранения; вид обслуживания или допустимость работы без обслуживания; периодичность и ориентировочная трудоемкость технического обслуживания и ремонта; необходимое количество и квалификация персонала.

21

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 КОРПУСА МИКРОСХЕМ И ИХ ПАРАМЕТРЫ

Рис. 1. Тип корпуса МС 238.16-2

22

Рис. 2. Тип корпуса МС 2101.8-1

23

Рис. 3. Тип корпуса МС 201.14-1 и 201.14-2

24

Рис .4 . Тип корпуса МС 201.16-5 и 201.16-6 На всех рисунках размеры МС приведены для случая установки VIIIа, при этом расстояние от МС до печатной платы составляет не менее 1 мм.

25

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ВАРИАНТЫ УСТАНОВОК ДИСКРЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

нумерация выводов показана условно

Рис.5. Вариант 2-в установки транзисторов типа КТ315, КТ361 и КТ815

26

Таблица 3 Установо Габаритные размеры мм, не чные более размеры мм, не более

H

L

6,0

6,0

B

h

R

7,2 3,0 0,15 0,8

l КТ315 2,5

2,0

0,5

1,00

7,2 3,0 0,15 0,8

КТ361 2,5

2,0

0,5

0,3

КТ815 2,5

2,0

0,5

1,3

11,1 7,8 2,8

t

0,5

S

Размер на гибку Радиус Масса, выводов, гибки, г, мм мм не более

0,88

27

Обозначен ие выводов

1 – сток 2 – затвор 3 - исток 1эмиттер 2 – коллекто р 3 - база 1 – эмиттер 2 коллекто р 3 - база

Рис.6. Варианты 1-б и 2-а установки диодов типа КД и стабилитронов типа КС Таблица 4 Габаритные Установочные Радиус гибки, размеры, мм, не Размеры, мм, не мм более более

D

L

d

1,9

3,8

0,55

7,0

15,0 0,7

l КД 12,5 КС 25,0

28

Масса, г, не более

1,0

0,150

1,5

1,00

Рис.7. Варианты 1-б, 2-б и 2-в установки конденсаторов типа КТ-1

29

Таблица 5 Тип

ТКЕ

П100

Емкост ь, пФ (мкФ – указан ы в таблиц е) 1-12

Номинальное напряжение , В

Шаг сетки, мм

1,25 d,

D, L, мм мм

2,50

R,

Мас са,

l, мм

l1, мм

l, мм

16,25

10,00

17,00

10,00

0,5

27,5

20,00

27,50

20,00

1,0

11,5

16,25

10,00

17,50

10,00

0,5

17,5

22.50

17,50

22,50

17,50

1,0

11,5

16,25

10,00

17,50

10,00

20,0

25,00

-

25,00

-

мм

11,5

l1, мм

мм

г

160 КТ-1 (рис. 7)

М33

1-27

М47

62-75

М1500

15-220

М1500

Н70 БМ-2 ОС БМ-2 (рис. 8)

-

К736 (рис. 8) К771 (рис. 9)

-

-

330390 6806800 0,01 мкФ 0.015 мкФ 0,033 мкФ 0,047 мкФ 0,10 мкФ 0,15 мкФ

3,5

250 160 6,5

21,5

0,6

1,0

0,5 1,3

200 8,0

24,0

0,9

28,75

-

30,00

-

2,0

150 -

-

160

7,0

16,0

0,7

20,00

-

20,00

-

1,5

100

9,8

31,5

0,9

36,25

-

37,50

-

8,0

30

Рис .8. Варианты установки 1-а и 2-а конденсаторов типа БМ-2, ОС БМ-2, К73-6

Рис.9. Варианты установки 1-а и 2-а конденсаторов типа К77-1

31

Рис.10. Варианты установки 1-а и 2-а конденсаторов типа К50-3, К50-3А, ОС К50-3А, К50-3Б, ОС К50-3Б Таблица 6 Тип

К50-3

К50-3А ОСК50-3А К50-3Б ОСК50-3Б

Номинальное напряжение, В

12 25 50 100 12 25 12 25 50 100

D, мм 4,8 6,3 6,3 9,0 6,3 9,0 4,8 6,3 6,3 9,0

L, мм 29,0 30,0 38,0 43,0 38,0 45,0 29,0 31,0 35,5 45,0

32

d, мм 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 1,1 1,1 1,1 1,1

l, мм 33,75 35,00 42,50 47,50 42,50 50,00 33,75 35,00 40,00 50,00

R, мм 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Масса, г

1,5 2,0 2,5 4,0 2,7 4,2 1,5 2,5 2,6 4,2

Рис.11. Варианты установки 1-а и 2-в конденсаторов типа К50-6 (полярный), К50-16 Типоразмеры: а)10 мкФ х 16 В и б)20 мкФ х 10 В, - имеют следующие параметры. К50-6 а) H= 13,5 мм; l= 2,5 мм; D= 6,5 мм; d= 0,9 мм; R= 1 мм; масса = 0,8 г ; б) H= 13,5 мм; l= 2,5 мм; D= 8,0 мм; d= 0,6 мм; R= 1 мм; масса = 1,4 г; К50-16 а) и б) H= 14,0 мм; l= 2,5 мм; D= 7,0 мм; d= 0,6 мм; R= 1 мм; масса = 0,8 г.

33

Рис.12. Варианты установки 1-а и 2-а резисторов типа ВС, ОС ВС, МТ, ОС МТ, ОМЛТ, МТЕ, С2-6 Таблица 7

Тип

Пределы изменения Мощсопротивления ность,

Вт ВС-0,125 ОС ВС-0,125 МТ-0,125 ОС МТ-0,125 ОМЛТ-0,125 МТЕ-0,125 С2-6-0,125

10 Ом… 1 МОм 8,2 Ом… 1,1 МОм 8,2 Ом… 2,2 МОм 8,2 Ом… 5,1 МОм 100 Ом… 1 МОм

0,125

Шаг сетки, мм

D, мм

L, мм

2,1

7,3

2,2 2,0 2,2

d, мм

1,25 l, мм

2,50 l, мм

12,50

12,50

R,

Масса,

г мм 0,15 0,20

10,00

6,0

10,00 1,0

0,7

0,15

2,0 7,0

34

11,25

12,50

0,20

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. СОЕДИНИТЕЛИ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ ДЛЯ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА ГРПМ1 Прямоугольные малогабаритные соединители типа ГРПМ1 с гиперболоидными контактами предназначены для работы в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного токов (частотой до 3 МГц) РЭС. Схема построения условного обозначения: - количество контактов: 31, 45, 61, 90, 122; - вид контактов: Ш – штырь; Г - гнездо; - конструктивное исполнение: У - угловое для печатного монтажа; О - объемное для печатного монтажа; П - прямое для печатного монтажа; покрытие контактов: 2 – серебро; климатическое исполнение: В - всеклиматическое. Габаритные, установочные и присоединительные размеры, разметка для крепления приведены на рис.13- 24 и в табл. 8 - 12. Табл. 8 и 9 соответствуют рис.13 – 17, табл. 10 – рис.18 -20, табл. 11 и 12 – рис.21. и 22. Таблица 8 Наименование типономинала ГРПМ1 – 31ШУ2 ГРПМ1 – 45ШУ2 ГРПМ1 – 61ШУ2

Номер схемы (рис.23) 1 2 3

A, мм

L, мм

68 92 120

78 102 130

N, мм

Масса, г

52,5 77,0 105,0

16,0 19,8 26,0

Таблица 9 Наименование типономинала ГРПМ1 – 90ШУ2 ГРПМ1 – 122ШУ2

Номер схемы (рис.23) 4 5

35

Масса, г 37 50

Рис. 13. Вилка

Рис.14. Расположение отверстий на печатной плате (к рис.13)

36

30 * 3,5 = 105

Рис.15. Вилка

Рис.16. Вилка (вид сбоку) к рис. 15

37

Рис.17. Расположение отверстий на печатной плате (к рис.15)

Таблица 10 Наименование типономинала ГРПМ1 –31ГП2 ГРПМ1 –45ГП2 ГРПМ1 –61ГП2

Номер схемы (рис.24) 6 7 8

Размеры, мм L l N

A

68 78 92 102 120 130

Таблица 11

38

n

n1

Маcса, г

59 52,5 15 83 77,0 22 111 105,0 30

31 45 61

20,0 23,7 25,5

Наименование типономинала ГРПМ1 – 31ГО2

Номер схемы (рис.24) 6

A

B

68

78 9

ГРПМ1 – 45ГО2

7

Размеры, мм b L l 60

N1

n

52,5

15

7,8

92

Маcс а, г 19,5

102

84

77

22 23,7

ГРПМ1 – 61ГО2

8 130 112 105

120 ГРПМ1 – 90ГО2

9

12

30

32,0

10,8 39,4

ГРПМ1 –122ГО2

13,8

10

52,0 30 * 3,5 = 105

39

Рис.18. Розетка Таблица 12 Розетки ГРПМ1 – (31, 45, 61) ГО2 ГРПМ1 – (31, 45, 61) ГП2 ГРПМ1 – 90ГО2 ГРПМ1 – 122ГО2

Вилки ГРПМ1 – (31, 45, 61) ШУ2 ГРПМ1 – 90ШУ2 ГРПМ1 – 122ШУ2

Рис.19. Расположение отверстий на печатной плате (к верхней части рис.18)

40

Рис.20. . Расположение отверстий на печатной плате (к нижней

части рис.18)

ВИД СБОКУ

41

Рис.21. Розетка

Рис.22. Разметка для крепления (к рис.21)

Рис.23. Схема расположения контактов в изоляторе вилки с монтажной сторон

42

Рис.24. Схема расположения контактов в изоляторе вилки и розетки с монтажной стороны

43

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ Ускорение, g, при: вибрации в диапазоне частот 5…4000 Гц …….30; многократных ударах……………………………35; одиночных ударах……………………………….150; линейных нагрузках………………………………50. Температура окружающей среды, °С……от -60 до +85. Относительная влажность воздуха при температуре +40°С, %.......................................98 Атмосферное давление, мм рт. ст.: −6 минимальное…………………………………… 1 ∗ 10 ; максимальное…………………………………… 2 ∗ 760 ; Допускаются воздействия морского тумана, грибковой плесени, инея и росы, солнечной радиации. ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ Рабочее напряжение, В: минимальное…………………………………….0,001; максимальное……………………………………250. Сила электрического тока, проходящего через контакт, А: −6 минимальная……………………………………. 1 ∗ 10 ; максимальная……………………………………2 Контактное сопротивление, Ом: для исполнений: печать – объем………………………………….. ≤ 0,005; (для 122 контактных)…………………………... ≤ 0,007; печать – печать…………………………………. ≤ 0,008. Сопротивление изоляции, Мом: в нормальных условиях………………………… ≥ 1000; при повышенной влажности до 98 % при +40°С……………………………………………. ≥ 10. Перегрев контактов, °С…………………… ≤ 30. Наработка, в течение которой соединители выдерживают 1000 сочленений при температуре: −5 70°С……………………………………………….1 ∗ 10 ; −5 80°С……………………………………………….0,5 ∗10 ; −5 90°С………………………………………………0,25 ∗10 . 44

УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Пайку производить мягкими припоями с бескислотным флюсом. После пайки необходимо проверить отсутствие брызг олова и флюса на изоляторах. Сочленение и расчленение соединителей производить в обесточенном состоянии. Не допускать использование соединителей: в окружающей среде с парами активных веществ; при наличии в аппаратуре деталей, изготовленных из сернистых резин.

45

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ПЕЧАТНЫЕ ШЛЕЙФЫ По конструктивному оформлению и способам присоединения к печатным платам гибкие печатные шлейфы могут быть выполнены в нескольких вариантах. К первому относятся гибкие печатные шлейфы, оканчивающиеся металлизированными контактными площадками с отверстиями (рис. 25). Шлейфы устанавливаются и запаиваются на штыри (контакты), расположенные на печатной плате или колодке, как показано на рис. 26. Шлейфы совместно с колодкой образует печатный кабель. Ко второму варианту относятся гибкие печатные шлейфы, оканчивающиеся металли-зированными контактными площадками, которые после совмещения припаиваются к контактным площадкам печатной платы. Такой шлейф приведен на рис.27.

46

Рис. 25. Гибкий печатный шлейф с металлизированными контактными площадками и отверстиями Наконец, к третьему варианту относятся гибкие печатные шлейфы, оканчивающиеся контактными лепестками, которые припаиваются к контактным площадкам печатной платы. Эти шлейфы могут иметь однорядные (рис. 28, а) и двухрядные (рис. 28, б) контактные лепестки.

47

Рис. 26. Гибкий печатный кабель: 1—печатная плата; 2 - колодка; 3 - шлейф Гибкие печатные шлейфы с металлизированными контактными площадками на конце выдерживают большие механические воздействия. Однако разрешающая способность технологии их изготовления невелика и они используются при малом числе соединений. При большом числе выходных контактов с печатных плат необходимо использовать гибкие печатные шлейфы, оканчивающиеся металлизированными контактными площадками без отверстий, или шлейфы с контактными лепестками на конце. Такие кабели обязательно крепятся в зоне электрического присоединения к печатным платам с помощью прижимной планки или скобы, как показано на рис. 29 и рис 30.

48

Рис. 27. Гибкий печатный шлейф с металлизированными контактными площадками

49

Рис.28. Гибкий печатный шлейф с однорядным (а) и двухрядным (б) расположением контактных лепестков Как и микросхемы в корпусах со штырьковыми выводами, гибкие печатные шлейфы первого варианта устанавливаются с одной стороны печатной платы. Все остальные гибкие печатные шлейфы можно помещать с двух сторон печатной платы. Печатные тканые и опрессованные гибкие кабели устанавливаются только с одной стороны печатной платы, поскольку их жилы присоединяются с использованием металлизированного отверстия. Шаг расположения отверстий под распайку жил тканых и опрессованных кабелей на печатной плате, как правило, выбирается кратным 2,5 мм, откуда следует, что разрешающая способность соединений тканым или опрессованным кабелем ниже, чем соединений гибким печатным шлейфом.

50

Рис.29. Гибкий печатный шлейф с планкой: 1 – печатная плата; 2 – шлейф; 3 - планка

Рис.30. Гибкий печатный шлейф со скобой:

51

1 – печатная плата; 2 – шлейф; 3 – скоба; 4 - прокладка Шаг расположения контактных площадок гибких печатных кабелей в случае присоединения к контактным площадкам рекомендуется принимать кратным 1,25 мм, а в случае припайки к штырям - кратным 2,5 мм. Расстояние от края гибкого кабеля до проводника или контактной площадки должно быть не менее 2 мм. Максимальную ширину гибкого кабеля рекомендуется выбирать равной 150 мм, а максимальную длину – 350 мм. Некоторые марки гибких кабелей приведены в табл. 13. Таблица 13

Кроме перечисленных в табл. 13 можно использовать плоские кабели, типоразмеры которых приведены в [5], с.126...127. 52

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ФОРМА ТАБЛИЦЫ ДЛЯ АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ (ТАБЛИЦЫ СООТВЕТСТВИЯ) Конструктивные параметры Ко Мас- Уста- ИнтенНаименова- лиса, новоч- сивние честность г ная элемента во, откаплошт зов, щадь, м 2 ∗ 10 6 λ 0 ∗ 10 6 ,

Допустимые условия эксплуатации Вибрация Диапазон температ ур, 0

C

Частота, Гц

Перегр узки, g

Ударные перег рузки, g

Лине йные перег рузки, g

1/ч Резисторы: ОМЛТ0,125 С2-6-0,125

10

0,2

40

0,3

-60...125

4

0,2

35

0,28

-60...125

Конденсато ры К50-3

6

1,5

160

1,3

Стабилитро н КС156А

5

1,0

60

Транзистор КТ315В

4

1,0

35

10... 2000 10... 1800

15

20

25

15

20

25

-80...85

10... 2000

10

20

25

4,0

-55...85

10... 600

7,5

75

25

0,5

-55...100

1... 2000

20

75

25

Кроме приведенных в таблице внешних воздействий, в таблицу необходимо вносить и другие возможные воздействия, например: относительную влажность при определенной температуре; длительность ударного импульса; пониженное атмосферное давление; воздействие инея и росы, дождя, воздушно-пылевого потока и др.

53

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................ 3 1. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА...................................................... 4 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ................................................................................. 8 3. ТРЕБОВАНИЯ К ИЗЛОЖЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА, ПОРЯДКУ ЕГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЦЕНЗИИ И ЗАЩИТЫ……………………………………………………….……..........10 4. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………….................12 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СХЕМЫ И СОСТАВ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМ…………. 14 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ..……………………..21 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 КОРПУСА МИКРОСХЕМ И ИХ ПАРАМЕТРЫ….....22 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ВАРИАНТЫ УСТАНОВОК ДИСКРЕТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ …………………………………………………………….…. 26 ПРИЛОЖЕНИЕ 5. СОЕДИНИТЕЛИ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ ДЛЯ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА ГРПМ1………………………………………...34 ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ПЕЧАТНЫЕ ШЛЕЙФЫ………....…………………….45 ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ФОРМА ТАБЛИЦЫ ДЛЯ АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ (ТАБЛИЦЫ СООТВЕТСТВИЯ)............................52

Редактор И.Н.Садчикова Сводный темплан 2005 г. ЛР № 020308 от 14.02.97 г. Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003 г. ___________________________________________ Подписано в печать . Формат 60×84 1/1 Б.кн. – журн. П.л. Бл. РТП РИО СЗТУ Тираж Заказ _______________________________________ Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации университетов России 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5

54