Допустимое падение напряжения не должно превышать 5% от питающего напряжения микросхем, поэтому принимаем:

В

Тогда:

(мм)

В соответствии с тем, что рассчитанные значения ширины печатного проводника печатной платы 4-го класса точности меньше соответствующего для такого проводника значения, определённого по ГОСТ 23751-86, - 0,15 мм, то печатная плата будет работать стабильно. Ширину проводника питания примем равной 1 мм.

Расчет по переменному току проводить нецелесообразно из-за низкой частоты работы устройства, т.к. влиянием паразитных емкостей и индуктивностей проводников можно пренебречь.

4.2.2 Конструктивно-технологический расчет.

Расчёт размеров металлизированных отверстий.

1) Номинальное минимальное значение диаметров монтажных отверстий:

где Д_выв - максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ, мм;

- допуск на отверстие. Для 4-го класса точности печатных плат при диаметре отверстия, меньшем 1мм: =0,05 мм, при диаметре отверстия, большим 1мм: мм;

- разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ, ее выбирают в пределах 0,1 ..0,4 мм. Примем =0,1 мм.

Вычислим номинальные минимальные значения диаметров монтажных отверстий для выводов диаметром 0,5, 0,7, 0,95, 1,3 мм:

мм;

мм;
мм;

мм.

Для обеспечения минимизации числа различных диаметров монтажных отверстий полученные значения диаметров необходимо округлить. Тогда, выбирая из ряда предпочтительных размеров, получим следующий набор диаметров металлизированных отверстий - =0,8 мм; =1мм; =1,3 мм; мм.

2) Номинальное максимальное значение диаметров монтажных отверстий:
(24)
Вычислим номинальные максимальные значения диаметров монтажных

отверстий для минимальных диаметров:

Минимальный диаметр металлизированных переходных отверстий найдём
из условия:

(25)

где - расчётная толщина платы ( =1,5 мм);

- отношение диаметра отверстия к толщине платы.

Для печатных плат 4 класса точности 0,33. Тогда,

мм.

С учетом требования минимизации количества различных отверстий сводим рассчитанное значение к значению из ряда предпочтительных размеров

= 0,8 мм (данное значение должно быть не больше половины расчётной ширины платы, т.е. не больше 0,8 мм).

Расчёт диаметров контактных площадок.

1) Эффективный минимальный диаметр контактных площадок для всех
видов отверстий вычисляется по формуле:

где - гарантийный поясок, мм;

- допуски на расположение отверстий и контактных площадок, мм;

- максимальный диаметр просверленного отверстия:

Вычислим значения эффективных минимальных диаметров контактных площадок для монтажных отверстий:

2) Минимальный диаметр контактных площадок для всех видов отверстий
при оплавляемом покрытии олово-свинец вычисляется по формуле:

---

(27)

где - толщина гальванической меди. По поверхности проводников плат средних размеров =0,05мм;

- эффективный минимальный диаметр контактной площадки.

Вычислим значения минимальных диаметров контактных площадок при оплавляемом покрытии олово-свинец для отверстий:

3) Максимальный диаметр контактной площадки определим по формуле:

(28)

Вычислим значения максимальных диаметров контактных площадок для отверстий со значениями минимальных диаметров контактных площадок:

(мм);

(мм);

(мм);

(мм).

Для обеспечения минимизации числа различных диаметров отверстий полученные значения диаметров сведём к предпочтительным значениям диаметров контактных площадок:

;

Результаты расчетов сведены в таблице 5.

Таблица 5

Размеры металлизированных отверстий

ЭРЭ	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм	мм
Микросхемы	0,5	0,65	0,8	0,95	1,45	1,525	1,575	1,6
Резисторы, конденсаторы	0,7	0,85	1	1,15	1,65	1,725	1,775	2,0
Транзистор	0,95	1,15	1,3	1,45	1,95	2,025	2,075	2,3
Пъезорезонатор	1,3	1,5	1,5	1,7	2,2	2,275	2,325	2,7

Расчёт ширины проводников.

Минимальная ширина сигнального проводника:

(29)

где - минимальная эффективная ширина проводника ( 0,15мм);

- допуск на ширину проводника без покрытия (0,03 мм);

мм

Максимальная ширина проводника:

(30)

мм.

Округлим максимальную ширину проводника до значения мм.

Расчёт зазоров между элементами проводящего рисунка

1) Минимальный зазор между сигнальным проводником и контактной площадкой:

где - расстояние между центрами рассматриваемых элементов; - допуск на расположение проводника, мм

Вычислим значения для отверстий с диаметром , равным 1,6 мм

при мм:

Вычислим значения для отверстий с диаметром , равным 2,0 мм, при мм:

Вычислим значения для отверстий с диаметром , равным 2,3 мм, при мм:

Вычислим значения для отверстий с диаметром , равным 2,7 мм, при мм:

Результаты расчета показывают, что, минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактной площадкой диаметром 1,6 мм равно 1,25 мм, а минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактной площадкой диаметром 2,0 мм, 2,3 мм, 2,7 мм, равно 2,5 мм.

2) Минимальный зазор между двумя проводниками равен:

(32)

При =1,25мм:

Таким образом, любые два из используемых проводника могут быть

проведены на расстоянии 1,25 мм

3) Минимальный зазор между двумя контактными площадками:

(33)

Вычислим значения для диаметра , равного 1,6 мм, при =1,25мм:

(мм);

Вычислим значения ддя диаметра , равного 1,6 мм, при =2,5мм:

(мм).

Вычислим значения для диаметра равного 2,0 мм, при =2,5мм:

(мм).

Вычислим значения для диаметра равного 2,3 мм, при =2,5мм:

(мм).

---

Вычислим значения для диаметра , равного 2,3 мм, при =5,0мм:

(мм).

Вычислим значения для диаметра , равного 2,7 мм, при =5,0мм:

(мм).

Таким образом, минимальное расстояние между контактными площадками диаметрами 1,6 мм должно быть равным 1,25 мм, 2,0 мм - 2,5 мм, 2,3 мм и 2,7 мм -5,0 мм.

Данный расчёт позволяет провести трассировку печатной платы.

Расчет электрических параметров печатной платы не проводится, так как данное устройство работает на низкой частоте, что означает малое влияние на проводники паразитных емкостей и индуктивностей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсового проекта был разработан регулятор-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя, предназначенный для измерения частоты входного сигнала. Применение цифровых микросхем и данный вариант схемы в данной конструкторской разработке позволило получить следующие преимущества перед аналогичными устройствами:

• Увеличенный диапазон измерения частоты сигнала;

• высокая точность измерения.

Была разработана регулятора-стабилизатора частоты вращения коллекторного двигателя. Во время работы был проведен анализ существующих аналогов, технического задания, электрической схемы и элементной базы. Были проведены расчет тепловых режимов, расчет основных компоновочных и конструкторских характеристик цифрового частотомера с соблюдением всех требований пунктов технического задания. Также была разработана техническая и конструкторская документация на цифровой частотомер в соответствии с требованиями существующих стандартов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Автоматизация и современные технологии / Под. ред. Анисимова. М.: 2005

№12.

2. Айзерман М.А. Теория автоматического регулирования. 2-е издание. – М.: Нау-

ка, 1966. – 452с.

3. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования / В.А. Бесекер-

ский, Е.П. Попов. – М.: Профессия, 2003. – 380 с.

4. Климовицкий М.Д. Автоматический контроль и регулирование: Справочник. –

Л.: Металлургия, 1987. – 345 с.

5. Кошарский Б.Д., Бек В.А. Автоматические приборы и регуляторы. – Ь.: Маши-

ностроение, 1964. – 704 с.

6. Летов А.М. Устойчивость нелинейных регулируемых систем. – М.: Физматгиз,

1962. – 315 с.

7. Обновленский П.Л., Гуревич А.Л. Основы автоматизации химических произ-

водств. – М.: Химия, 1975. – 328 с.

8. Поспелов Г.С. Импульсные системы автоматического регулирования. – М.:

Машгиз, 1950. – 256 с.

9. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник / В.Я. Бара-

нов. Л.: Машиностроение, 1987. – 847 с.

10. Пугачев В.С. Основы автоматического регулирования. – М.: Наука, 1974.–

11. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического управления.–

М.: Машиностроение, 1982. – 312 с.

12. Справочник радиолюбителя-конструктора. - 3-е изд., перераб. И доп. – М.:

Радио и связь,-560 с., ил. - (Массовая радиобиблиотека; Вып.1043)

---

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)

• перечень элементов (Цифрового частотомера) 34

• схема электрическая принципиальная (Цифрового частотомера) 37

• трассировка печатной платы 38

• сборочный чертеж печатной платы 39

• спецификация на сборочный чертеж печатной платы 40

• сборочный чертеж устройства 42

• спецификация на сборочный чертеж устройства 43

• таблица соединений (Цифрового частотомера) 45

---

Смотрите также файлы

• 2 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА.docx

• ВВЕДЕНИЕ.docx

• СОДЕРЖАНИЕ.docx

• 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА.docx

• ТЕХНИКО- эконом.docx