ЛАБОРАТОРНЫМ И ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К

ЛАБОРАТОРНЫМ И ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ

Дисциплина

КОНСТРУИРОВАНИЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

Специальность

210310 «Радиотехнические системы и комплексы управления космическими летательными аппаратами»

Королев, 2008

Автор: Лубенко А.Д. – Королев, 2008 год, 138 стр.

ОДОБРЕНЫ

Цикловой комиссией 210310

_________________

Протокол № 1 ___ от ________2008 года

Председатель Лубенко А.Д.

____________________

Начальник научно-методического центра _________Васильева О.В.

Заместитель директора по УМР работе ___________Вишневский Н.З.

Содержание

1. Практическая работа №1 «Расчет надежности радиоэлектронного блока»…………………………..……….………………………….....................….4

2. Практическая работа №2 «Компоновка передней панели прибора или пульта управления»………....................................…………………...............………....…17

3. Практическая работа №3 «Расчёт трансформатора»……………...............29

4. Практическая работа №4 «Составление топологического эскиза печатного узла»............................................................................................................................55

5. Практическая работа №5 «Разработка монтажной схемы» …….........67

6. Практическая работа №6 "Расчет и составление топологических эскизов МПП"……………………………………………………………...............................81

7. Практическая работа №7 " Конструктивный расчет элементов схемы в тонкопленочном исполнении "………………….....................................................96

8. Практическая работа №8 " Расчет радиаторов РЭА "…………………......118

9. Лабораторная работа № 1 «Работа с техническими средствами САПР»...133

Практическая работа №1

"Расчет надежности радиоэлектронного блока"

1. Цель работы

Научиться проводить расчет надежности радиоэлектронного блока.

2. Основные определения теории надежности

Надежность есть свойство изделия выполнять все заданные функции в определенных условиях эксплуатации в течение определенного промежутка времени.

Надежность - физическое свойство изделия, которое зависит от количества и качества входящих в него элементов, а так же от условий эксплуатации.

Мерой, характеризующей надежность изделия является величина средней наработки на отказ Т_ср

T_cp=t/n,где

n - количество отказов за время t, которое наработала аппаратура.

Величина, обратная Т_ср, называется интенсивностью отказов:

Λ=1/T_ср

Влияние на величину интенсивности отказов какого-то внешнего фактора характеризуется коэффициентом α:

.где

λ_t - интенсивность отказов при заданной температуре,

λ₀-интенсивность отказов при нормальных условиях.

Интенсивность отказов изделия складывается из интенсивности отказов всех элементов, входящих в это изделие.

Вероятность безотказной работы равна:

P(t)=e ^-Λtp,где

tp - время работы изделия.

3. Варианты задания

Исходные данные взять из приложения 1, приложения 2 и таблицы 1.

Таблица №1

Приложение 2

Среднее значение при нормальных условиях λ₀

3.2. Варианты схем

3.2.1. Мультивибратор

3.2.2 Несимметричный триггер

3.2.3. Усилитель

3.2.4. Элемент «ИЛИ»

Пример оформления отчета

КОНСТРУИРОВАНИЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

Специальность 210310

Элемент «ИЛИ»

Расчёт надёжности

Практическая работа №1

КККМ.210310.060ПЗ

Студент гр.30р

Проверил: Лубенко А.Д.

Преподаватель

-2008-

Содержание

1. Исходные данные для расчёта.................................................................3

2. Назначение схемы.......................................................................................4

3. Составление логической схемы расчёта надёжности..........................4

Исходные данные для расчета

1.1 Электрическая принципиальная схема элемента «ИЛИ» показана на рис. 1:

1.2 Перечень элементов электрической принципиальной схемы

Таблица 1

1.3.Условия эксплуатации:

а) интенсивность отказов при нормальных условиях

λ_0C=0,07·10^-5 1/ч

λ_0R=0,09·10^-5 1/ч

λ_0VT=0,9·10^-5 1/ч

б) интенсивность отказов при воздействии на элемент давления

λ_p=0,5·10^-6 1/ч

в) интенсивность отказов при воздействии на элемент температурой

λ_t=0,3·10^-6 1/ч

г) интенсивность отказов при воздействии на элемент влажностью

λ_v=0,35·10^-6 1/ч

д) коэффициент нагрузки резисторов K_НR=0,8

е) коэффициент нагрузки конденсаторов K_НC=0,45

ж) коэффициент нагрузки транзисторов K_НVT=0,55

з) время работы схемы (час) t_p=50000час

Назначение схемы

Элемент «ИЛИ» - микроэлектронное устройство, выполняющее функцию логического сложения.

Вывод

Элемент «ИЛИ» при заданных условиях эксплуатации может работать до появления первого отказа Т_ср.= 2,539360081*10⁶ часов с вероятностью безотказной работы

Р(t)=0,98, поэтому данная схема пригодна для эксплуатации в расчётных условиях.

Практическая работа №2

«Компоновка передней панели прибора

или пульта управления»

Введение

Задача компоновки РЭА заключается в составлении на основе принципиальной схемы РЭА наглядной модели, являющейся своеобразным «каркасом» конструкции. Компоновка лицевой панели зависит от:

- цвета лицевой панели;

- наличия сигнальных индикаторов (суфлеров);

- расстоянием от лицевой панели до человека-оператора;

- условий эксплуатации.

Сочетая в себе эти требования необходимо лицевую панель скомпоновать так, чтобы было удобно работать с изделием с минимум физических и психологических усилий.

Цель работы

2.1 Выполнить расчет и компоновку лицевой панели прибора по заданной принципиальной схеме.

Регулирующих устройств

3.1 Процесс регулирования тесно связан с процессом получения информации и требует предварительного составления схемы связей, отражающей последовательность выполнения операций. Оптимизация регуляторов определяется характером выполняемых действий. Обязательными условиями является обеспечение соответствия движений указателя и регулятора и их расположение (Рис. 1).

Рис. 1 Схема связей и последовательность операций:

включение питания тумблером 1; переключение «ТЛФ-ТЛГ» тумблером 2; переключение диапазона ручкой 3; настройка ручкой 4; предварительная регулировка громкости 6; уточнение настройки при выключенном тумблере фильтра 5; подбор тока внутреннего фильтра 7; регулировка тембра ручкой 8; окончательная регулировка громкости ручкой 6.

3.2 Ручные регуляторы различают:

- кнопочные;

- ригельные;

- клавишные;

- вращательные.

Индикаторных устройств

4.1Основная доля информации воспринимается зрительным анализатором, в меньшей степени слуховым и тактильным. При конструировании индикаторных устройств следует стремиться к максимальной полноте изображении, что сокращает длительность латентного периода и дает максимум информации. В зависимости от поставленной задачи надо находить оптимальную меру в соотношениях изображения и символа (принципов «картинности» и «знаковости»). Индикаторы могут быть или только командные («стоп», «влево», «вправо»), или только ситуационные (информация об отношении хода процесса к программе и общая ситуация), или комбинированные.

На считывание показаний индикаторов влияют форма шкалы, характер шкалы, расположение приборов, использование «суфлирующих» сигналов и применение совмещенных индикаторов.

Конструкция индикаторных устройств должна быть такой, чтобы оператор не занимался решением математических задач, не держал в памяти большое количество вспомогательной информации, не применял общие принципы к частным случаям или выполнял постоянно повторяющиеся стандартные решения. Эти задачи выполнит лучше простой автомат.

Лицевой панели прибора

6.1 Компоновка электрорадиоэлементов и устройств на лицевой панели может быть правильной лишь в том случае, если отвечает требованиям:

- безопасности;

- эргономичности;

- конструктивности;

- ремонтопригодности.

6.2 Необходимо определить установочную площадь, занимаемую каждым элементом и узлом в отдельности:

Sуст min = Кзап · Lmax · Bmax

или

Sуст min = [πD²/4] · Кзап

Кзап – коэффициент заполнения площади лицевой панели, который выбирается из таблицы 2;

Lmax – максимальная ширина устройства или элемента;

Bmax – максимальная длина устройства или элемента;

Dmax – максимальный диаметр элемента или устройства.

Таблица 2

6.3 После расчета установочной площади элементов и узлов, необходимо рассчитать общую площадь лицевой панели:

Sл.п. = ∑ Sуст.эрэ min + ∑ Sуст.узлов min

Где Sуст.min – минимальная установочная площадь всех узлов

Если Sл.п. ≤ а x в, где «а» и «в» заданные размеры лицевой панели, то элементы и устройства размещаются на заданной площади лицевой панели. Для упрощения расчетов можно использовать программу для МК-61 (см. приложение 1).

6.4 Выполнить компоновку лицевой панели согласно варианту задании, указанного в приложении 2 и 3.

6.5 Составить эскиз лицевой панели.

6.6 Составить отчет о работе, приложив к нему эскиз лицевой панели.

Отчет должен содержать:

- цель работы;

- исходные данные;

- расчет лицевой панели;

- эскиз лицевой панели.

Литература

7.1 Варламов Р.Г. Краткий справочник конструктора РЭА

7.2 Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование РЭА

Приложение 1

Таблица 1

Приложение 2

Размеры регулирующих, информационных и гнездовых конструкций РЭА*

Таблица 2

*) Размеры приведены максимальные и даны для справок.

Приложение 3

Количество регулирующих, информационных и гнездовых конструкций РЭА.

Таблица 3

Пример оформления отчета

КОМПОНОВКА ЛИЦЕВОЙ ПАНЕЛИ

Практическая работа №2

КККМ.210310.060ПЗ

Студент гр.30р

Проверил: Лубенко А.Д.

Преподаватель

-2008-

Содержание

1. Цель работы.............................................. ………………3

2.Исходные данные к расчёту................................. ……………... 3

3.Ориентировочный расчёт компоновки лицевой панели прибора.... …………….3

4.Эскиз лицевой панели............................. ……………….приложение 1

Цель работы

Выполнить расчет и компоновку лицевой панели прибора по заданной принципиальной схеме

Исходные данные

2.1.Размеры регулирующих, информационных и гнездовых конструкций РЭА приведены в таблице 1:

Таблица 1

2.2. Количество регулирующих, информационных и гнездовых конструкций РЭА приведено в таблице 2:

Таблица 2

РАСЧЁТ ТРАНСФОРМАТОРА

Практическая работа №3

КККМ.210310.060ПЗ

Разработал:

Студент гр.30р Воскобойник А. М.

Проверил:

Преподаватель Лубенко А.Д.

-2008-

Содержание

Лист

Цель работы.................................................... 3

Цель работы

Приобрести теоретические и практические навыки по расчету силового трансформатора.

Исходные данные

2.1.напряжение в сети: 220 В

2.2.частота сетевого напряжения: 50 Гц

2.3.диапазон рабочих температур: от –60^oС до+60^oС

2.4.напряжение на вторичной обмотке: 50 В

2.5.напряжение на вторичной обмотке: 20 В

2.6.напряжение на вторичной обмотке: 40 В

2.7.напряжение на вторичной обмотке: 40 В

2.8.ток во вторичной обмотке: 0,2 А

2.9.ток во вторичной обмотке: 0,6 А

2.10.ток во вторичной обмотке: 0,3 А

2.11.ток во вторичной обмотке: 0,5 А

2.12.тип сердечника: ШЛМ 25´25

2.13.материал сердечника: Э 3413

2.14.толщина гильзы: D_г=1,5 мм.

2.15.материал межслойной изоляции: ЭН 50

2.16.наружная изоляция: конденсаторная бумага К-120

2.17.тепловое сопротивление катушки: R_тк=15^с/_Вт

2.18.тепловое сопротивление границы магнитопровод - воздух: R_тмв=5 ^с/_Вт

2.19.тепловое сопротивление трансформатора: R_т=17 ^с/_Вт

По предмету

Цель работы

Приобрести практические навыки по выполнению компоновки и составлению топологического эскиза чертежа печатной платы (ПП) по заданной принципиальной схеме.

Оформление чертежей ПП

На чертеже печатной платы необходимо указать над основным масштабом таблицу и записи, необходимые для изготовления ПП. Обычно указывают одну таблицу, содержащую необходимые данные для механической обработки ПП.

Таблица 3

|◄----30---► |◄---30---►|◄-----30---►|◄----35---►|◄-----30---►|◄--25--►|

Условные обознач. отверстий	Диаметры отверстий, мм	Диаметры зенковок с двух сторон, мм	Наличие металлиз. в отв.	Диаметры контактн. площадок, мм	Кол-во отверстий
	0.6+0,1	0.9+0,2	(по спос. изгот.)	2.0
	0.8+0,1	1.1+0,2	2.2
	1.0+0,12	1.5+0,2	-║-	2.5
	1.3+0,2	1.8 с двух ст.	-║-	3.0
	1.5+0,2	2.0 с двух ст.	-║-	3.5
	1.8+0,2	2.3	нет	4.0
	2.0+0,2	2.5	нет	5.5
	3.0+0,3	3.7	нет	6.2
	5.0+0,3	5.7	нет	-----

(см.табл.3) и также технические требования в следующей последовательности:

а) способ изготовления платы;

б)* обозначение материала токопроводящего слоя или изоляционных участков и толщины слоя;

в) шаг координатной сетки;

г) допустимые отклонения очертаний проводников, контактных площадок и других печатных элементов от заданных чертежом;

д) ширина печатных проводников;

е) наименьшие расстояния между проводниками;

ж) требования к подрезке и смещению контактных площадок;

з) указания о покрытиях;

и) указания о маркировке и клеймении.

* -для удобства делают таблицу или заносят в основной штамп.

Натопологических эскизах ОПП допускается ППр показывать условно сплошной линией, а на эскизах ДПП можно показывать ППр с одной стороны сплошной линией одного цвета, а с другой стороны – другого цвета или штриховой линией. ППр шириной 3 мм и более показывать штриховой линией не допускается.

На топологическом эскизе можно не показывать диаметры контактных площадок (их необходимо свести в таблицу), диаметры отверстий можно изображать условно как показано на рис. 3.

Рис. 3

В основном штампе делается запись используемого материала, например, СФ – 2 – 50 – 1.5#,

где СФ – стеклотекстолит фольгированный;

2 – количество токопроводящих слоев;

50 – толщина токопроводящего слоя, мкм;

1.5 – толщина диэлектрического основания, мм.

На чертеже ПП указывается полярность элементов, маркировка их выводов и обозначение электрорадиоэлементов в соответствии с электрической принципиальной схемой.

Варианты заданий

5.1 Значение рабочего тока дано в табл. 4.

Таблица 4

5.2 габаритные размеры электрорадиоэлементов.

Габаритные размеры ЭРЭ указаны в табл. 5,

где Н – высота корпуса ЭРЭ, мм;

L – длина корпуса ЭРЭ, мм;

В – ширина корпуса ЭРЭ, мм;

D – диаметр корпуса ЭРЭ, мм.

Таблица 5

5.3 Для облегчения расчета можно воспользоваться программой для микрокалькулятора МК – 61 (см. приложение 2).

Литература

6.1 Фрумкин Г.Д. «Расчет и конструирование радиоэлектронной аппаратуры», М, «Высшая школа», 1985.

6.2 Справочник конструктора РЭА. Под ред. Валаамова Р.Г., М, Соврадио, 1980.

6.3 Справочник радиолюбителя – конструктора. Под ред. Чистякова Н.И., М, «Радио и связь», 1983.

6.4 Руководство по эксплуатации микрокалькулятора «Электроника МК – 61», ППО «Укрвузполиграф», 1987.

Приложение 1

Пример оформления отчета

Практическая работа №4

КККМ.210310.060ПЗ

Студент гр.30р

Проверил: Лубенко А.Д.

Преподаватель

-2008-

Содержание

Цель работы...............................................3

Выводы................................................... 5

Цель работы

Приобретение практических навыков по выполнению компоновки и составлению топологического эскиза – чертежа ПП по заданной принципиальной схеме.

Перечень элементов схемы

Таблица 1

5.Расчёт ПП

5.1. Установочные геометрические размеры элементов печатной платы:

a) при вертикальной установке:

S_уст. = Kзап. * L * B или ;

б) при горизонтальной установке: S_уст. = Kзап. * L * Н,

где L – длина корпуса ЭРЭ, мм;

H – высота корпуса ЭРЭ, мм;

B – ширина корпуса ЭРЭ, мм;

D – диаметр корпуса ЭРЭ, мм;

Kзап – коэффициент заполнения, б/р.

S_{уст.C1, С2} = 36*4,2*2,5 = 378 мм²;

S_{уст.R1, R2} = 7,0*3,0*2,5 = 52,5 мм²;

S_уст.R3-R6 = 10,2*3,0*2,5 = 76,5 мм²

S_{уст.VT1, VT2} = 702*3,0*2,5 = 54 мм²;

5.2. Результаты расчёта сведены в таблицу 2.

Таблица 2

5.3. Установочная площадь всех элементов ПП:

S_уст.пп = S_{уст.эрэ} = (378 + 52,5 + 76,5 + 54)*2,5 = 3187,5 мм²;

Исходя из условия, выбираем печатную плату со сторонами a = 50 мм, b = 75 мм, с общей площадью

S_пп = a _* b = 50*75 = 3750 мм²;

5.4.Ширина печатного проводника:

, Принимаем t = 0,61 мм

n – толщина печатного проводника, мм;

i – плотность тока, которая для бытовой аппаратуры составляет 70% от номинального значения 20А/мм²

I_раб – ток потребления схемой, А;

5.5.Площадь поперечного сечения печатного проводника:

S = n _* t = 0,035 * 0,61 = 0,021 мм²;

5.6.Сопротивление самого длинного печатного проводника цепи питания:

R = _н * = 0,02 * 0,036/ 0,021 = 0,0342 Ом;

l – длина самого длинного печатного проводника, м (берется из чертежа)

_н – удельное сопротивление токопроводящей части печатной платы.

Обычно, _н = 0,02 ;

5.7.Падение напряжения на самом длинном печатном проводнике:

U_пад = R * I_раб = 0,0342 * 295 * 10^-3 = 10,11*10^-3 В;

5.8.Диаметр отверстий для электрорадиоэлементов, выводы которых меньше 1 мм:

d_отв = d_выв + (0,2 0,3) мм;

d_отвC1,С2 = 0,8 + 0,2 = 1 мм;

d_{отвR1, R2} = 0,6 + 0,2 = 0,8 мм;

d_отвR3-R6 = 0,8 + 0,2 = 1 мм;

d_{отвVT1, VT2} = 0,8 + 0,2 = 1мм;

5.9.Диаметр зенковки:

d_зенк = d_отв + (0,1

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: