Реферат: Детектор излучения сотового телефона

--PAGE_BREAK--


          3. Конструктивные особенности типовых элементов схемы

«Детектора излучения сотового телефона»
     Согласно перечню элементов схемы, в неё входят: один конденсатор марки КМ–4, пять конденсаторов марки К10-17, один оксидный конденсатор К50-3А, одиннадцать резисторов 0,125Вт марки МЛТ, одна интегральная микросхема К561ЛА7, четыре транзистора КТ3102ЕМ,  один СВЧ диод КД514А, один диод КД522Б, светодиод АЛ307КМ.

 Ниже приведем конструктивные данные корпусов этих элементов:

Интегральная микросхема К561ЛА7.

      Согласно справочнику, микросхема К561ЛА7 – четыре логических устройства «2И-НЕ». Данная микросхема помещена в прямоугольный пластмассовый корпус, тип которого 201.14-1, габаритные размеры 19,5х7,5х5,0 мм  и масса 1г. Диапазон температур, при которых  микросхема способна нормально функционировать –10…+70°С. Входные токи при Е=+5В, I=3mА и при Е=+10В, I=7mA. Изображение корпуса микросхемы К561ЛА7 показано на рисунке 2.1.

<img width=«492» height=«317» src=«ref-1_790795524-18361.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">

Рисунок 2.1



Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата

Резисторы МЛТ
-
0,125.

     Согласно справочнику, резисторы МЛТ с металло-электрическим проводящем слоем предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока в качестве элементов навесного монтажа. Габаритные размеры корпуса: 0,125Вт 2,2х6,0мм, длина выводов 20мм, масса 0,15г, толщина выводов d=0.6мм. Диапазон номинальных сопротивлений 1,0-3*10ікΩ.Температура окружающей среды от –60 до +155 єС.Относительная  влажность воздуха до 98%. Пониженное атмосферное давление до 133Па. Изображение корпуса резистора показано на рисунке 2.2.

<img width=«227» height=«93» src=«ref-1_790813885-3875.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">

Рисунок 2.2
Диод КД522Б.

     Согласно справочнику, диод КД522Б кремниевый эпитаксиально планарный. Выпускается в стеклянном корпусе с гибкими выводами. Габаритные размеры корпуса: 1,9х3,8мм, длина выводов 28мм, толщина выводов 0,6мм, масса неболее0,15г. Постоянное прямое напряжение 1,1В. Постоянный обратный ток  5мкА. Температура окружающей среды от –55 до +85°С Изображение корпуса диода показано на рисунке 2.3.
<img width=«197» height=«42» src=«ref-1_790817760-899.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">

                                 

                                                          Рисунок 2.3

Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата

Диод КД514А.

     Согласно справочнику, диод кремниевый сплавный. Выпускается  в стеклянном корпусе с гибкими выводами. Габаритные размеры корпуса: 7,5х3мм, длина выводов 25мм, толщина выводов 0,5мм, масса не более 0,3г. Постоянное обратное напряжение 30В. Постоянный прямой ток 20мА. Температура окружающей среды от –40 до +70 єС. Изображение показано на рисунке 2.4
<img width=«244» height=«47» src=«ref-1_790818659-1594.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">


Рисунок 2.4        Конденсаторы К10 – 17.
     Согласно справочнику, низковольтные, керамические, монолитные,  для работы в цепях постоянного,  переменного и импульсного тока. Конструктивно выполнены изолированными, типа 1 – отличаются относительно большой реактивной мощностью, низкими потерями, высоким сопротивлением изоляции, стабильностью ТКЕ. Ёмкость конденсаторов не зависит от температуры. Ширина конденсатора  9,0 мм, толщина выводов 0,8мм, расстояние между выводами 10мм, масса конденсатора 3,0г. Изображение конденсатора показано на рисунке 2.5

<img width=«134» height=«250» src=«ref-1_790820253-2682.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029"><img width=«188» height=«253» src=«ref-1_790822935-3820.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">
                                                               Рисунок 2.5


Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата

Конденсатор К50-3А.

     Согласно справочнику, конденсатор К50-3А алюминиевый оксидно-электролитический, предназначен для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока. Выпускается в цилиндрических металлических корпусах с разнонаправленными проволочными выводами.  Номинальное напряжение 12В. Номинальная емкость 2 мкФ. D=6мм, L=22мм.  Масса не более 2,5г. Изображение конденсатора К50-3А показано на рисунке 2.6

  <img width=«238» height=«42» src=«ref-1_790826755-1557.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">
                                    Рисунок 2.6

Светодиод АЛ 307 КМ.

     Согласно справочнику, светоизлучающий диод арсенид-галий-аллюминиевый в пластмассовом корпусе красного цвета свечения. Предназначен для визуальной индикации. Габаритные размеры корпуса: 5х4,7мм, длина выводов 15мм, толщина выводов 0,5мм, масса не более 0,25г. Сила света 0,15 мкд. Постоянное прямое напряжение 2В. Цвет свечения красный. Температура окружающей среды от –60 до +70 єС. Изображение показано на рисунке 2.7

                                                 <img width=«193» height=«166» src=«ref-1_790828312-3669.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">
                             Рисунок 2.7



Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата

Транзистор КТ3102Е.

     Согласно справочнику, транзистор кремниевый эпитаксиально-планарный n-p-nусилительный, высоко частотный, маломощный с нормированным коэффициентом шума. Предназначен для применения  в усилительных и генераторных схемах высокой частоты. Выпускается в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Габаритные размеры корпуса: 5,3х5,84мм, длина выводов 13,5мм, толщина выводов 0,5мм, масса не более 0,5г. Прямое напряжение 15В. Обратный ток 10мкА. Изображение показано на рисунке 2.8  
<img width=«200» height=«98» src=«ref-1_790831981-3324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">
                                                   Рисунок 2.8
Конденсатор КМ-4.

     Согласно справочнику, конденсатор предназначен для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. Габаритные размеры: L=5мм, A=2,5мм, H=3,3мм, расстояние между выводами 25мм, толщина выводов 0,8мм. Масса не более 0,5г. Изображение показано на рисунке 2.9
<img width=«264» height=«119» src=«ref-1_790835305-419.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">

                                                                        Рисунок 2.9



Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата

                                    

Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата
    продолжение
--PAGE_BREAK--


                                                                                                                                                          
4.1 Определение требований к печатной плате
Для разработки    печатной платы выбираем фольгированный стеклотекстолит марки СФ-2-35-1.5  имеющий следующие свойства: широкий диапазон рабочих температур –60…+105°С, удельное поверхностное сопротивление 1010…1011Ом, прочность 3 – 4Н, штампуемость 1,5 – 2, время горения 10с. Стеклотекстолит марки СФ-2-35 обладает значительной стойкостью к короблению и низким водопоглащением. Данные свойства текстолита вполне соответствует условиям эксплуатации «Детектора излучения сотового телефона» — наземная подвижная группа аппаратуры с температурой эксплуатации 40°С, и методу изготовления печатной платы — субтрактивный.

Конструкция выполнена на одной двусторонней печатной плате размером 50x65 мм. Площадь платы составляет 3250 мм2. При определении площади платы учитывались площади размещаемых на плате элементов, площади вспомогательных зон, допустимые габариты с точки зрения технологических возможностей и условий эксплуатации, типы базовых несущих конструкций и их основные размеры. Суммарная площадь всех элементов, устанавливаемых на плату, составляет 1300  мм2. Для определения площади платы суммарную площадь устанавливаемых на нее элементов умножаем на коэффициент 2,5 и прибавляем площадь вспомогательных зон. Получаем площадь платы 3250 мм2, что приблизительно соответствует принятой площади и габаритам платы. На основании полученных расчетов (Раздел 5.1) и ГОСТ 23751-86 печатная плата соответствует второму классу точности.

          В соответствии с ГОСТ 10317-79 основной шаг координатной сетки выбран 2.5мм, исходя из того что наименьшее расстояние между выводами элементов 2,5мм.

В соответствии с ГОСТ 10317-79 основной шаг координатной сетки выбран 2.5мм, исходя из того что наименьшее расстояние между выводами элементов 2,5мм.

Предельные отклонения монтажных и переходных отверстий в соответствии с пунктом 2.2.3 ГОСТ 23751-86, для второго класса точности

Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата



печатной платы равны: для выводов диаметром до 1мм  ± 0,1мм, для выводов диаметром более 1мм  ± 0,15мм.

      В соответствии со вторым классом точности:

— расстояние между краями соседних элементов проводящего рисунка должно быть в приделах: 0,45..0,75мм;

-         ширина гарантийного пояска отверстия: 0,20..0,30мм;

Задаваясь допустимой величиной падения напряжения можно найти реальную γ [п.5.1], а следовательно и площадь поперечного сечения печатного проводника и его ширину.

     Допустимое падение напряжения для ИМС выбирается по справочнику, для ИМС используемых в схеме «Детектора излучения сотового телефона» допустимое падение напряжения 5%, а напряжение питания ИМС 5В.
                                                                                                                                                      

Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата
    продолжение
--PAGE_BREAK--


4.2 Список соединений печатной платы.
DD1,9-DD1,11.
DD1,8-R3,1-VT1,1.

DD1,12-DD1,13-C3,1-R6,1-VD2,1.

DD1,6-DD1,10-C3,2.

DD1,5-R4,1-R5,2-C4,1.

DD1,2-DD1,1-R5,1.

DD1,3-C4,2.

DD1,11-DD2,8.

DD2,9-DD2,11.

DD2,10-DD2,12.

DD2,12-DD2,6.

DD2,4-C6,1-R12,1.

DD2,5-C5,1-R9,1.

DD2,3-DD2,13.

Общаяшина

-6В  DD1,7-DD2,7-BA1,1-HL1,1-C5,2-R9,2-VT2,2-R7,2-R6,2-VD2,2.

Шина питания

+6В   DD1,14-DD2,14-C7,1-VT4,2-DD2,9-R11,1-VT3,1-R9,1-C5,1-DD2,5.



Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 028 000 ПЗ
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата
    продолжение
--PAGE_BREAK--

      5.3 Расчет технологичности конструкции
Выполним расчёт показателей технологичности устройства «Детектора излучения сотового телефона».


В соответствии со схемой электрической  принципиальной и сборочным чертежом в устройство входят:

— микросхемы в количестве 2 штук

— конденсаторы в количестве 7 штук

— резисторы в количестве 13 штук

— диоды в количестве 2 штук

— транзисторы в количестве 4 штук.

Микросхемы имеют один тип корпуса на 14 выводов (штыревые выводы):

количество микросхем – 2шт.

количество выводов – 28шт.

Резисторы имеют 1 типоразмер, конденсаторы имеют 3 типоразмера, диоды имеют 2 типоразмера, транзисторы имеют 1 типоразмер.

Каждый резистор,  конденсатор и диод имеет по 2 вывода, транзистор 3 вывода

Количество выводов резисторов – 26шт.

Количество выводов конденсаторов – 14шт.

Количество выводов диодов – 4шт.

Количество выводов транзистора – 12шт.

Все микросхемы и электрорадиоэлементы стандартные.

Данная конструкция имеет одну оригинальную деталь: печатную плату.

5.3.1.Расчет показателей технологичности.

Рассчитаем конструкторские показатели технологичности.

Коэффициент применяемости деталей рассчитывается по формуле:

Кпд=(1-Дтр ор)/Дтр общ                                                                                        (5.3.1)

где Дтр ор – число типоразмеров оригинальных деталей



Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 200 028
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата

       Дтр общ – общее число типоразмеров деталей без учета крепежа.

Кпд=1-1/8=0,87

Т.к. все микросхемы и электрорадиоэлементы стандартные, то расчет коэффициента применяемости производится по формуле:

Кп эрэ=1-Дтр ор эрэ/Дтр общ эрэ  ,                                                                         (5.3.2)

где Дтр ор эрэ – число типоразмеров оригинальных электрорадиоэлементов;

      Дтр общ эрэ – общее число типоразмеров электрорадиоэлементов;

Кп эрэ=1- 0=1.

Коэффициент повторяемости микросхем и микросборок рассчитывается по следующей формуле:

Кпов имс=1-Нтр имс/Нис,                                                                        (5.3.3)

где Нтр имс – число типоразмеров корпусов интегральных микросхем

       Нис – общее число интегральных микросхем и микросборок в изделии.

Конструкция содержит интегральные микросхемы с двумя различными ти-пами корпусов. Всего интегральных микросхем в данном изделии 2шт:

Кпов имс=1-1/2=0,5.                                                                                 

Так как в данной конструкции используется только одна печатная плата то: Кпов пп=1-1=0.                                                                                         

Коэффициент использования интегральных микросхем вычисляется по формуле:

Кисп ис=Нис/(Нис+Нэрэ),                                                                         (5.3.4)                  

где Нэрэ – общее число электрорадиоэлементов.

В данной конструкции применяется 26 электрорадиоэлемента и 2 интегральных микросхемы:

Кисп ис=2/(2+26)=0,071.

Коэффициент установочных размеров электрорадиоэлементов вычисляется по формуле:

Кур=1-Нур/Нэрэ,                                                                                          (5.3.5)          Где Нур – число установочных размеров электрорадиоэлементов.

Количество установочных размеров конденсаторов – 3шт, число в – 1шт.

Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 200 028
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата

установочных размеров резисторов – 1шт, диодов – 2шт, транзисторов-1шт.

Всего электро-радиоэлементов – 26шт:

Кур=1-8/26=0,70.

5.3.2.Рассчитаем технологические показатели технологичности:

Коэффициент автоматизации и механизации монтажных соединений. При расчете считаем, что автоматизированную пайку можно применять только для ЭРЭ и ИМС со штыревыми выводами. Так как вся схема подвергается автоматизации то:

Кам=Нам / Нм  ,                                                                                           (5.3.6)

где Нам – число монтажных соединений, выполняемых с использованиемавтоматизации и механизации; Нм — общее число монтажных соединений;

Кам =84/84=1.

Коэффициент механизации подготовки ЭРЭ к монтажу:

Кмп эрэ=Нмп / Нм,                                                                                     (5.3.7)

где Нмп — число элементов, подготовленных к монтажу с использованиемавтоматизации и механизации;

Нм — общее число подготовленных элементов;

Кмп эрэ=26/26=1.

Коэффициент автоматизации контроля и настройки примем равным:

Км кн =0,7.

Определим коэффициент применения типовых технологических процессов.

При изготовлении данной конструкции применяются следующие типовые технологические процессы: ТТП изготовления печатной платы; ТТП подготовки ЭРЭ к монтажу, ТТП групповой пайки компонентов со штыревыми выводами. Кроме этого конструкция имеет оригинальную деталь для которой необходимо разработать технологический процесс. Поэтому:

Ктп=Нтп / Нп  ,                                                                                            (5.3.8)

где Нтп — число типовых технологических процессов;

 Нп — общее число технологи­ческих процессов;

Ктп =3/4=0,75



Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 200 028
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата

<img width=«336» height=«88» src=«ref-1_790835724-868.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026">Рассчитаем значение комплексного показателя технологичности для базовых показателей, представленных в таблице:
,                                        (5.3.9)                

где Ki— базовые показатели технологичности;

φ — коэффициенты значимости каждого базового показателя, значения функций φ выбираем по таблице из справочника.

К=(0,87*0,187)+(1*0,187)+(0,5*0,31)+(0*0,31)+(0,071*1)+(0,7*0,31)+(1*1)+(1*0,75)+

(0,7*1)+(0,75*1)/0,187+0,187+0,31+0,31+1+0,31+1+0,75+1+1= 4,675/6,054=0,77.

Разработал

Яковенко М.В.




ККЭП 2201 200 028
 Лист

Проверил

Дегтярева Н.Е.







изм

лист

 №  докум

Подпись

Дата
    продолжение
--PAGE_BREAK--

    продолжение
--PAGE_BREAK--