Конструирование модуля цифрового устройства

=k1*k2*k3* *  

В  графе 9  записываются значения произведений , где ni –число элементов указанных одной строкой таблицы.  

Компонент	k1		k2	k3
Резисторы МЛТ-0,25 (20 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,5*10-8	2,7*10-8	54*10-8
Переменные  резисторы СП3-19А (2 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,5*10-8	2,7*10-8	5,4*10-8
Конденсаторы  КМ-6 (21 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,8* 10-8	4,3*10-8	90,3*10-8
Электролитические конденсаторы К50-6 (6 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,8* 10-8	4,3*10-8	25,8*10-8
Диод  КД503-А (1 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,1* 10-7	0,5*10-7	0,5*10-7
Стабилитрон КС182Ж (1 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,1* 10-7	0,5*10-7	0,5*10-7
Варикап КВ109В (1 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,1* 10-7	0,5*10-7	0,5*10-7
Кварцевый резонатор  РК-46 (1 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,2* 10-7	1,1*10-7	1,1*10-7
Транзисторы (5 шт)	1,07		2,5	1	1	2,0	0,2* 10-7	1,1*10-7	5,5*10-7
Микросхема  К561ИЕ19 (1 шт)	1,07		2,5	1	0,4	2,0	0,1* 10-7	0,2*10-7	0,2*10-7
Микросхема К561ТВ1 (1 шт)	1,07		2,5	1	0,4	2,0	0,1* 10-7	0,2*10-7	0,2*10-7
Микросхема К561ЛА7 (1 шт)	1,07	2,5		1	0,4	2,0	0,1* 10-7	0,2*10-7	0,2*10-7
Микросхема К561ИЕ14 (3 шт)	1,07	2,5		1	0,4	2,0	0,1* 10-7	0,2*10-7	0,6*10-7
Контакт разъема (10 шт.)	1,07	2,5		1		1,0	0,5*10-8	1,3*10-8	13*10-8
Переходное  отверстие (2 шт)	1,07	2,5		1		1,0	1,0* 10-9	2,7*10-9	5,4*10-9
Печатная  плата ( )	1,07	2,5		1		1,0	1,0* 10-7	2,7*10-7	4,1*10-7
Проводники	1,07	2,5		1		1,0	0,2* 10-9	0,5*10-9	0,075*10-9

 

Интенсивность отказов печатного блока будет  определяться по формуле:

(1\час)

 

Наработка на отказ определяется по формуле:

(час) 

Вероятность безотказной работы за время t=24 ч. определяется по формуле:

Вероятность отказа за время t=24 ч. определяется по формуле:

=0,9999

=0,0001=0,01% 

Разработанная схема удовлетворяет всем требованиям, поставленным в ТЗ.

8.2. Расчет уровня  стандартизации и  унификации

Уровень стандартизации и унификации определяется по формуле:

    

    где:

     -уровень стандартизации и  унификации в процентах

     -число стандартных деталей (Детали, выполненные на предприятии по стандартам, например, болты, гайки, стальные уголки и пр.)

     -число деталей, заимствованных  из предыдущих изделий, выпускаемых  данным предприятием.

     - число покупных изделий (Число  покупных компонент)

     -общее число деталей, которое  кроме перечисленных выше включает  также уникальные детали, например, печатную плату. 

   Разрабатываемая схема состоит целиком из покупных и стандартных частей, т.к. в рамках данной работы не проводилась разработка уникальных блоков, кроме собственно печатной платы. Общее число деталей равно . Уникальной деталью является только печатная плата.

  

Найдем  уровень стандартизации и унификации:

Данное  значение удовлетворяет поставленным требованиям ТЗ.

8.3. Тепловые расчеты

1)Находим температуру  допустимого перегрева субблока. Она определяется:

где:

     -допустимая рабочая температура компонента. Выбирается по самому наихудшему компоненту по критерию устойчивости к повышенной температуре.

     - максимальная для заданной  климатической зоны температура  внешней среды

     - температура перегрева корпуса, в который будет установлена плата. Для учебных целей зададимся температурой перегрева корпуса, равной 10 градусам. 

Заданная климатическая  зона – влажный и сухой тропический  климат (Т). Для данной зоны максимальная температура внешней среды равна .

Наихудшим компонентом  по критерию устойчивости к повышенной температуре является кварцевый  резонатор РК-46. Для него допустимая рабочая температура равна _.

Рассчитаем температуру  допустимого перегрева субблока:  

2)Находим мощность  рассеваемую субблоком.  

Схема потребляет от источника питания напряжение 12В, ток 30мА.

Находим мощность рассеваемую субблоком: 

Вт 

3)Находим площадь,  через которую будет рассеиваться тепло. Печатную плату с установленными на ней компонентами условно представляем моделью в виде пластины и считаем, что площадь рассеивания равна двум площадям платы.

где H и  L  - габаритные размеры платы. 

 

4)Находим удельную мощность рассеивания на единицу площади:

 

4)По диаграмме  находим точку, характеризующую  тепловой режим работы субблока и определяем зону, в которую она попала. 

Точка, характеризующая  режим работы субблока находится  в зоне 1, следовательно требуется  естественное воздушное охлаждение. 

9. Заключение и выводы

   При выполнении данной курсовой работы был разработан модуль цифрового устройства. Был получен опыт последовательной разработки конструкторской документации на изделие, а также опыт проектирования цифровых модулей 2-3 уровней, разработки печатных плат с использованием САПР P-CAD. 

10. Перечень используемых  источников

1. А. В. Лопаткин. Проектирование печатных плат в P-CAD 2001.
2. В. Ф. Лярский, О. Б. Мурадян. Электрические соединители. Справочник. М.:Радио и связь, 1988. – 272 с., ил.
3. Р. Г. Варламов. Краткий справочник конструктора радиоэлектронной аппаратуры. М., «Советское радио», 1973.
4. Н. Н. Горюнов. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1985. – 904 с., ил.
5. ГОСТ 2.728-74 «Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы».
6. ГОСТ 2.730-73 «Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые».
7. ГОСТ 2.743-91 «Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники».