Файл: Курсовой проект по дисциплине Основы конструирования электронных средств.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 39

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА»

Институт информатики и кибернетики

Кафедра конструирования и технологии электронных систем и устройств

Дисциплина «Основы конструирования электронных средств»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:

«Разработка конструкции усилителя низкой частоты»

Выполнил:

студент гр. 6465-110303D_____________/Д.С. Цебрук/

Преподаватель: _____________________/А.В. Пияков/

Оценка: ______________________________________

 

Самара 2022



ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЁВА»

Факультет электроники и приборостроения

Кафедра «Конструирование и технология электронных систем и устройств»
Задание

На курсовой проект по дисциплине «Основы конструирования электронных средств»

бакалавру гр. 6465–110303D

Тема проекта: «РазработкаконструкцииУНЧ».

Исходные данные: схема электрическая принципиальная УНЧ. Задание: разработатьконструкциюустройства.

Дата выдачи задания:11.09.2020

Дата сдачи работы: 1.03.2021

Руководителя проекта: А.В. Пияков

Подпись студента: ­ Д.С. Цебрук

РЕФЕРАТ
Пояснительная записка 30c., 5 рис., 4 табл., 5 источников, 1 приложение.
Графическая часть: 6 листов формата A4, 3 листа формата A3. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ, ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА, ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА, УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ, ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ.

Цель работы – развить навыки выполнения конструкторских работ и решения инженерных задач по конструированию РЭС.


Произведен выбор принципиальной схемы разрабатываемой РЭС. Выполнены расчеты ПП и элементов печатного монтажа, теплового режима, объемно – компоновочных характеристик, технологичности и унификации в полном соответствии с ТЗ. Разработана конструкция печатной платы и корпуса устройства.
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6

  1. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 7

    1. Анализ требований технического задания 7

    2. Анализ элементной базы 7

  2. СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ 8

    1. Поверочный расчёт электрической схемы 8

  3. КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЁТЫ 12

    1. Выбор варианта компоновки устройства 12

    2. Выбор типа печатной платы 18

    3. Расчёт параметров печатного монтажа 20

      1. Расчёт по постоянному току 20

      2. Определение номинальных значений диметров монтажных отверстий 21

      3. Определение диаметра контактных площадок 22

      4. Определение ширины проводников 23

      5. Определение минимальных расстояний между элементами проводящего рисунка 24

    4. Расчёт теплового режима 25

    5. Расчёт размерной цепи 30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 33

ПРИЛОЖЕНИЕ А 34

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
ПП – печатная плата;

РЭС – радиоэлектронные средства; ЭРЭ – электрорадиоэлементы;

ТЗ – техническое задание;

РЭА – радиоэлектронная аппаратура.

ВВЕДЕНИЕ

Усилитель мощности предназначен для усиления мощности сигнала до уровня, который необходим для "раскачки" подключенных к нему акустических систем. Для нормальной работы усилителю мощности на входе требуется усиленный сигнал, который поступает от предварительного усилителя. Усилитель низких частот является неотъемлемой частью всей звуковоспроизводящей, звукозаписывающей и радиотранслирующей аппаратуры.

По типу активных элементов усилители мощности можно классифицировать на:

  1. Ламповые

  2. Транзисторные

  3. Интегральные

  4. Гибридные

Усилители мощности широко используются в домашних и профессиональных аудиосистемах.

В данной работе был спроектирован усилитель мощности для бытового применения. Данная схема собрана на основе транзисторов и способна развивать мощность до 30 Вт.

Необходимость в оформлении конструкторской документации и демонстрации компоновки итогового РЭС в виде чертежей должна углубить знания, которые необходимы радиоинженеру при разработке изделий. При выполнении данной работы были продуманы 2 варианта компоновки изделия, приведены расчёт надёжности, расчёт элементов печатного монтажа, тепловой расчёт и расчёт размерной цепи. Расчёты проводились по методикам источника [1].

1 КОНСТРУКТОРСКО – ТЕХНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

При проектировании любого РЭС исходными данными для конструирования являются: ТЗ, схема электрическая принципиальная и эксплуатационные ограничения.


      1. Анализ требований технического задания

Анализируя ТЗ, сделан вывод, что периферия управления должна быть легко доступна: ручки управления и разъёмы для подключения должны быть расположены на лицевой панели устройства. Основные требования: коррозийная защита от пыли и влаги – будут соблюдены проектированием корпуса из алюминиевого сплава и покрытием печатной платы защитным покрытием. Руководствуясь оптимальным соотношением цены, качества и сложности изготовления был выбран тип печатной платы – односторонняя, двухслойная ПП 2-го класса точности химическим методом изготовления.

      1. Анализ элементной базы

При конструировании использовалась элементная база, соответствующая ГОСТу. Перечень элементов приведен в приложении А. Применение данных ЭРЭ обеспечивает соблюдение параметров и характеристик устройства при указанных в ТЗ условиях
эксплуатации.

Условия эксплуатации:

Температура Т = 25 ± 10 °C;

Давление P = 105 Па;

Относительная влажность воздуха φ = 40 ± 10 % при Т = 25 ± 10 °С.

2 СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

2.1 Поверочный расчет электрической схемы

Для работы разрабатываемого РЭС необходимо учитывать фактор электрической нагрузки на элементы схемы. Промоделировав работу устройства, станет возможным вынести правильно решение о выборе номиналов мощностей резисторов, использовании конденсаторов на требуемое напряжение. Для этого воспользуемся пакетом Altium Designer 21, где соберём принципиальную схему устройства (рисунок 1).



Рисунок 1 – Принципиальная схема устройства
Для того чтобы узнать требуемые номиналы мощностей сопротивлений, необходимо провести временной анализ и вывести значения зависимости мощности от времени на интересующих нас элементах.

Таблица 1 – Мощность элементов принципиальной схемы

Элемент
P, Вт
Элемент
P, Вт

R1
3,75*10^-6
R19
12,27*10^-3

R2
535,56*10^-12
R20
12,11*10^-3

R3
234,93*10^-6
R21
6,39*10^-3

R4
6,91*10^-3
VT1
12,59*10^-3

R5
46,41*10^-3
VT2
13,67*10^-3

R6
94,89*10^-3
VT3
21,53*10^-3

R7
9,21*10^-6
VT4
18,55*10^-12

R8
953,71*10^-6
VT5
42,29*10^-12

R9
11,23*10^-6
VT6
3,23*10^-3

R10
171,81*10^-3
VT7
266,84*10^-3

R11
69,56*10^-3
VT8
152,29*10^-3

R12
6,46*10^-3
VT9
6,21

R13
582,76*10^-6
VT10
6,3

R14
16,73*10^-3
VD1
48,67*10^-3

R15
4,05*10^-3
VD2
12,57*10^-12

R16
5,66*10^-3
VD3
255,46*10^-12

R17
2,29*10^-3






R18
23,09*10^-6






Моделирование показало суммарную мощность схемы 13,472, Вт.

Мощность резисторов не превышает 100 мВт, соответственно возьмем резисторы мощностью 1 Вт.

Суммируя найденные в результате моделирования мощности, получаем суммарную мощность рассеивания Рсумм = 13,472 Вт.

3 КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЕТЫ

3.1 КОМПОНОВКА УСТРОЙСТВА

Компоновка РЭС — размещение в пространстве или на плоскости элементов, имеющих электрические соединения в соответствии с принципиальной схемой, и обеспечение допустимого минимума паразитных взаимодействий, которые не нарушают значения расчетных выходных параметров РЭС.

При компоновке должны быть учтены требования оптимальных функциональных связей между конструктивно-функциональными узлами, их устойчивость и стабильность, требования прочности и жесткости, помехозащищенности и нормального теплового режима, требования технологичности, эргономики, удобства эксплуатации, ремонта.

Желательно применение стандартных и унифицированных деталей. Устройство не должно быть слишком габаритным и тяжелым.

В процессе выполнения компоновки разработчик определяет разновидность монтажа проектируемого устройства и предусматривает для него дополнительное пространство между элементами.

3.1.1 ВНУТРЕННЯЯ КОМПОНОВКА

Под внутренней компоновкой понимают конструкторскую задачу оптимального размещения и выбора взаимной ориентации модулей и узлов в объёме конструкции. Внутренняя компоновка оценивается по следующим параметрам: масса, габариты, совпадение центра масс с центром тяжести, минимизация длины проводников, ремонтопригодность, соблюдение тепловых режимов и пр.

При разработке конструкции устройства рассматривались два варианта внутренней компоновки, которые приведены на рисунке 2.



а) б)

Рисунок 2 – Варианты внутренней компоновки: а) вариант 1, б) вариант 2

Функция цели рассчитывается по формуле:

(1)

Весовые коэффициенты выбираются из условия:



Оптимальной компоновкой для устройства будет являться вариант с максимальным значением функции цели.

Смотрите также файлы