Файл: 1. Техникоэкономический анализ задания 1 Анализ задания и обоснование актуальности темы работы.rtf

Содержание
Введение

1. Технико-экономический анализ задания

1.1 Анализ задания и обоснование актуальности темы работы

1.1.1 Особенности российского УКВ-диапазона

1.1.2 Проблемы проектирования УКВ-приемника

1.1.3 Обоснование критерия качества проектируемого объекта

1.2 Обзор и анализ известных схемотехнических и технологических решений

1.2.1 Патентный поиск

1.2.2 Информационный поиск

1.3 Выбор и обоснование оптимального варианта проектируемого устройства

1.3.1 Обзор основных вариантов построения проектируемого устройства

1.3.2 Выбор элементной базы для УКВ-ДМВ-приемника

2. Конструкторский раздел

2.1 Описание структурной схемы

2.2 Описание работы УКВ-приемника по схеме электрической принципиальной

2.2.1 Модуль радиочастоты

2.2.1.1 Субмодуль дополнительного фильтра

2.2.1.2 Субмодуль узкополосного приема

2.2.2 Модуль звуковой частоты

Лист

2.2.3 Модуль управления

2.2.4 Модуль питания

2.3 Описание алгоритма работы прибора

2.4 Справочные данные необходимые для расчета

2.5 Формализация критерия качеств

2.6 Оптимизация конструкции в соответствии с выбранным критерием качества

2.7 Компоновка прибора

2.7.1 Выбор метода конструирования прибора

2.7.2 Выбор элементов и материалов

2.7.3 Описание конструкции прибора

2.8 Расчет теплового режима

3. Технолоический раздел

3.1 Расчет надежности разрабатываемого устройства

3.2 Расчет технологичности

3.3 Технология изготовления печатных плат

3.4 Приспособление для изготовления печатной платы

3.4.1 Описание приспособления

3.4.2 Расчет усилия вырубки платы по контуру и обоснование выбора пресса

3.4.3 Расчет исполнительных размеров пуансона и матрицы вырубного штампа

3.5 Разработка конструкторского узла

3.6 Настройка приемника

Заключение

Список используемой литературы

Введение
В последние несколько лет заметна тенденция резкого сокращения сроков проектирования новых изделий при все возрастающих требованиях к их качественным характеристикам. Это требует внедрения в инженерную практику новых методов автоматизированного проектирования, основанных на современных уровнях программных и технических средств электронной и вычислительной техники, что позволяет перейти от традиционного макетирования разрабатываемой аппаратуры к её моделированию средствами информационных технологий.

---

Изделие должно отвечать техническим требованиям по назначению, надежности и совместимости, быть пригодным для промышленного производства с учетом технологичности и потентности. Процесс сводится к логико – математическому поиску оптимума при последовательном усовершенствовании исходного варианта, получаемого на основе преемственности и требований задания.

Процесс создания РЭС включает в себя разработки принципа действия и схемы, конструкции, технологии производства. Затем следуют стадии: подготовка к производству, производство испытания и изделий. Для каждой из них можно выделить особенности, устанавливающие необходимые знания, методы и организацию труда, что на радиотехническом предприятии определяет специализацию подразделений.

Усложнение принципов работы и схем влечет за собой усовершенствование конструкций.

Одним из основных стимулов к развитию конструкции (наряду с надежностью, габаритами и т.д.) становятся поиски методов, обеспечивающих снижение трудоемкости в производстве, все более высокую экономическую эффективность РЭС.

Требование технологичности конструкции является сегодня острой проблемой, и решается с помощью элементной базы на основе микроэлектроники.

Применительно ко всей конструкции РЭС в целом использование интегральных микросхем сокращает число комплектующих элементов в десятки раз, что снижает трудоемкость монтажных работ, повышает надежность и снижает габариты.

В настоящее время произошел качественный скачек в технологии изготовления электрорадиоэлементов, уменьшение габаритов элементов позволяет отказаться от плат с традиционными дискретными элементами, они уступают место многослойным платам с поверхностным монтажом элементов.

Существуют проблемы радиоаппаратостроения, в решении которых радиоконструкторы занимают определяющее положение: снижение трудоемкости изготовления РЭС в производстве, повышение надежности, применение конструкционных материалов, технологий и элементов базы. Важным значением в снижении сроков разработки и качества конструкторской документации является применение современных методов проектирования.

Радиоконструктор в этой работе должен выполнять координирующую и направляющую роль в системной организации проектирования РЭС.

Современные радиовещательные приемники при аналоговой форме обработки сигналов все больше и больше применяют цифровые способы управления регулировками (пульт

---

дистанционного управления, цифровое табло, большой банк частот приоритетных станций и их прямой вызов).

В настоящее время разработано большое количество УКВ-ДМВ приемников, при разработке которых используются микросхемы разной степени интеграции. Зачастую это сложные устройства, насчитывающие несколько десятков микросхем. Эти конструкции довольно сложны для повторения из-за того, что в сложной схеме гораздо выше возможность допустить ошибку на всех этапах – от публикации до монтажа.

При работе над УКВ-ДМВ приемником поставлена задача создания максимально простой конструкции, несложной в повторении, учитывающей ошибки и недочеты, допущенные при конструировании аналогичных устройств, также необходимо выполнить расчет теплового режима, расчет надежности разрабатываемого устройства, расчет технологичности, выбрать приспособление для изготовления печатной платы, провести расчет усилия вырубки платы по контуру и обосновать выбор пресса, также расчитать исполнительные размеры пуансона и матрицы вырубного штампа.

1. Технический анализ задания
1.1 Анализ задания и обоснование актуальности темы работы
В последнее десятилетие широко и повсеместно используются УКВ-приемники. Это связано с постоянно растущим числом радиостанций различных направлений, а также высоким качеством звучания приемников с ЧМ по сравнению с АМ и возможностью стереозвучания. Однако на постсоветском пространстве есть ряд проблем с качеством имеющихся в продаже радиоприемников, и с их использованием в крупных городах в условиях большого количества радиостанций и сложной электромагнитной обстановки.

Классифицируя бытовые приемники по потребительским функциям, можно видеть, что на отечественном рынке присутствуют:

- миниатюрные приемники с питанием от батарей;

- небольшие стационарные приборы с сетевым/комбинированным питанием;

- УКВ-приемники в составе музыкальных центров;

- автомагнитолы и автомобильные приемники.

укв приёмник схемотехнический радиочастота

1.1.1 Особенности российского УКВ-диапазона

Определимся, что речь идет о недорогих аппаратах, использующих сетевое питание и предназначенных для длительного прослушивания. Последнее означает, что требования к качеству воспроизводимого сигнала достаточно высоки - и по спектральному составу, и по наличию помех.

---

Первая существенная особенность - в России два диапазона УКВ-вещания: 65,8 - 74,0 и 88 - 108 МГц, советский и западный, соответственно. И отличия тут не только в собственно частотных участках вещания — различен шаг сетки частот, соответственно 30 и 100 кГц, а также девиация частоты ЧМ-сигнала - 50 и 75 кГц. Даже поляризация излучаемых передатчиками радиосигналов в советском диапазоне - горизонтальная, а в западном - вертикальная.

Кроме того, стандарты кодирования стереосигнала у нас иные, чем в остальном мире. При стереовещании ЧМ-сигнал модулируется так называемым комплексным стереосигналом (КСС). В СССР была принята система с полярно-модулированным (ПМ) сигналом (стандарт Международной организации радиовещания и телевидения — OIRT). При этом аудиосигнал модулирует поднесущую частоту 31,25 кГц, но так, что огибающая положительных полупериодов модулирована сигналом левого стереоканала, отрицательных — правого. Поднесущая подавляется на 14 дБ. В принятом практически во всем мире стандарте международного консультативного комитета по радиовещанию (CCIR) при формировании КСС поднесущая 38 кГц подавляется полностью, а для ее восстановления в приемнике передается пилоттон 19 кГц (Рис. 1.1).


Рисунок 1.1 - Формирование комплексного стереосигнала (а) и его представление в стандартах OIRT (б) и CCIR (б)
Кроме того, в России в условиях мегаполисов возникают дополнительные проблемы, связанные с расположением передающих центров. В результате в зависимости от точки приема уровень сигнала на соседних каналах (с разносом порядка 300 - 400 кГц) может различаться на десятки децибел, что налагает особые требования на динамический диапазон и избирательность приемников.
1.1.2 Проблемы проектирования УКВ - приемника

Однако главная проблема УКВ - приемника - необходимость обеспечить его низкую стоимость, поскольку технически все перечисленные трудности вполне разрешимы. Собственно, это проблема всей бытовой техники, и решается она стандартно - выпуском массовых ИС, в которые интегрировано как можно больше функциональных блоков устройства. Один из первых однокристальных тюнеров выпустила фирма Philips - TDA7000. Заложенные в ней решения оказались столь удачными, что она послужила прототипом многих ИС - как прямых аналогов, например КС1066ХА1, К174ХА42, так и более совершенных схем самой компании Philips. Это такие ИС, как TDA7021 с расширенной полосой пропускания для приема стереосигнала, и TDA7088, включающая систему поиска и автоматической настройки на частоту станции. Основное достоинство таких схем - простота реализации устройства с минимумом дополнительных компонентов.

---

Обратная сторона этого, безусловно, наиболее дешевого решения - низкая ПЧ, порядка 70 кГц (как правило, 69 - 76 кГц). Кроме того, в диапазоне 88 - 108 МГц максимальная девиация ± 75 кГц практически совпадает с ПЧ и в тракте такой ПЧ неизбежны нелинейные искажения ЧМ-сигнала. ИС семейства TDA70xx и их аналоги многократно и подробно описаны. Важно констатировать, что УКВ - приемники на этих ИС для российских мегаполисов неприемлемы.

Разумеется, все перечисленные проблемы хорошо известны, поэтому производится немало специализированных ИС для радиоаппаратуры со стандартной ПЧ 10,7 МГц. Один из многих примеров - стерео АМ/ЧМ-приемник ТЕА5711. Данная ИС содержит декодер стереоканала - но в стандарте CCIR. Компания Philips выпускает и ИС УКВ - ресивера без стереодекодера - ТЕА5710. Собственно, аналогичных схем (со стереодекодером и без него) сегодня достаточно много - их производят такие фирмы, как Sony (CXA1238 и 1538), Sanyo, Matsushita, Rohm, Toshiba и др.

Однако при всем многообразии современной элементной базы практически все недорогие модели в России представлены достаточно однотипными приемниками китайского производства, в лучшем случае - с ПЧ 10,7 МГц, поддерживающие диапазоны 65,8 - 74 и 88 - 108 МГц, с настройкой на станцию посредством вращения верньера. Как правило, это - однодиапазонные приемники, рассчитанные на частотный интервал 65 - 108 МГц. В результате принимаемые частоты оказываются на краях их рабочего диапазона. При столь большом перекрытии крайне трудно обеспечить сопряжение входного фильтра и частотозадающего контура гетеродина, а настройка осуществляется одновременной перестройкой переменных конденсаторов в этих LC-контурах. У них различный коэффициент перекрытия и, как правило, хорошего сопряжения удается добиться в трех точках - на краях и в середине диапазона, что приводит к неравномерной чувствительности приемника по диапазону. Кроме того, столь большое перекрытие при неравномерном расположении каналов вещания (у краев) крайне затрудняет настройку на станцию - зачастую программу от программы отделяет поворот ручки настройки на доли градуса. Ясно, что определить значение частоты по шкале настройки такого радиоприемника невозможно.

Кроме того, необходимость высокой помехозащищенности городского приемника накладывает повышенные требования на точность настройки всех контуров - а их несколько, и они содержат высокодобротные катушки индуктивности, выполненные в виде отдельного элемента. Настройка этих узлов плохо совмещается с идеологией массового производства посредством низкоквалифицированного персонала. В результате практически все УКВ - приемники китайского производства отличаются не только достаточно примитивной схемотехникой и непродуманной в плане помехозащищенности конструкцией. В массе своей их внутренние узлы попросту не настроены - ведь приемник где-то как-то работает, а насколько хорошо, производителя не интересует.

---