° С
- Вибираємо тип радіатора в першому наближенні, з допомогою графіків представлених на малюнку 4.21 [2].
Відповідно до графіка вибираємо ребристий радіатор в умовах вимушеного охолодження.
- Визначимо коефіцієнт тепловіддачі радіатора за графіками на рисунку 4.25 [2]. Відповідно до графіка a _еф = 125Вт / м ² град
- Знаходимо площу основи радіатора

м ²
- Визначимо середній перегрів основи радіатора у другому наближенні

де ; ;
a _р - коефіцієнт теплопровідності матеріалу радіатора, Вт / мград;
S _p - товщина основи радіатора, м.
Виберемо в якості матеріалу радіатора алюміній, у якого l _р = 208 Вт / мград, а товщина підстави d _р = 0,023 м.


Dt _S = 0.008м ²
Із зроблених розрахунків можна зробити висновок, що сумарна площа радіатора всіх транзисторів не буде виходити за межі габаритних розмірів блоку і ми можемо застосувати цю схему охолодження транзисторів.

3. Проектування функціонального вузла

 

3.1 Вибір групи жорсткості

Залежно від умов експлуатації визначимо групу жорсткості по ОСТ4.ГО.077.000 обслуговують відповідні вимоги до конструкції друкованої плати, використовуваному матеріалу підстави проводить малюнку і т.д. Для нашої плати вибираємо другу групу жорсткості.

3.2 Матеріал і метод виготовлення друкованої плати

Двостороння друкована плата з металізованими монтажними отворами і перехідними отворами характеризуються високими комутаційними властивостями, підвищеною міцністю з'єднання виведення навісного монтажу з проводять малюнком плати, відносно високою вартістю конструкції. Для плати підсилювача вибираємо двосторонню друковану плату з металізованими та перехідними отворами.
Габаритні розміри друкованої плати повинні відповідати ГОСТ10317-79 при максимальному співвідношенні сторін 5:1. Згідно ГОСТ10317-79 вибираємо прямокутну форму плати. Розміри друкованої плати визначаються типом застосовуваних навісних елементів і розмірами модуля. Для нашого блоку вибираємо плати розмірами 110'170 мм і 80'100мм.
Сполучаються, розміри контуру друкованої плати повинні мати граничні відхилення по 12 квалітету ГОСТ 25347-82, неспряжуваних розміри контуру друкованої плати повинні відповідати граничним відхиленням по14 квалітету ГОСТ25347-82.
Товщину друкованої плати визначимо виходячи з використовуваної елементної бази і діючої механічної навантаження. Товщину друкованої плати встановлюємо за ТУ на вихідний матеріал ГОСТ10316-78.
Матеріал підстави друкованої плати вибираємо згідно ГОСТ10316-78, ГОСТ23751-79 або ТУ. Для друкованої плати експлуатується в умовах відповідних групі 1.6 по ОСТ4.ГО.077.000 рекомендовано застосовувати матеріали але основі текстоліту. Плати підсилювача виготовляємо з стеклотекстолита СФ-2-50-2 ГОСТ10316-78 фольгована з двох сторін. Товщина фольгированного шару 35 мкм товщина плати 2 мм .

3.3 Розрахунок друкованого монтажу

Проведемо розрахунок друкованого монтажу плати попереднього підсилювача. Методика розрахунку приведена в [2]. Розрахунок проведемо в такій послідовності:
- Виходячи з технологічних можливостей виробництва, вибираємо комбінований позитивний метод виготовлення друкованої плати. Клас точності 3 по ГОСТ 23752-79.
Визначимо струм найбільш навантаженого елемента:

- Визначаємо мінімальну ширину (мм) друкованого провідника по постійному струмі для ланцюгів харчування.
,

де j _доп = 48 А / мм ² - допустима щільність струму, вибирається за таблицею 4.5 [2]; t = 35мкм - товщина провідника.
мм
- Визначимо номінальне значення монтажних отворів d:

де d _е = 0,7 мм - максимальний діаметр виведення встановлюваного ЕРЕ; Dd _{n. o} = 0.1 мм - нижнє граничне відхилення від номінального діаметра таблиця 4.6 [2]; Г = 0,, 2 - різниця між мінімальним діаметром отвору і максимальним діаметром виводу.
мм
- Розраховуємо діаметр контактних площадок для двосторонньої друкованої плати, виготовленої комбінованим позитивним методом

де D _1min - мінімальний ефективний діаметр площадки, мм:

де b _m = 0.05 мм - відстань від краю просвердленого отвору до краю контактної площадки; _d d = 0.08 мм і d _р = 0,2 мм - допуски на розташування отворів і контактних майданчиків; d _max - максимальний діаметр посверленного отвори:

де Dd = 0.05 - допуск на отвори таблиця 4.6 [2]:
мм
мм
мм
- Визначимо ширину провідників

мм
- Визначимо мінімальну відстань між елементами проводить малюнка:
Мінімальна відстань між провідником і контактної майданчиком:

де L ₀ = 2.5 мм - відстань між центрами аналізованих елементів, dl = 0.05 - допуск на розташування провідників таблиця 4.6 [2]; D _max - максимальний діаметр контактної площадки:

мм
мм
Мінімальна відстань між двома контактними майданчиками:
мм
Мінімальна відстань між двома провідниками:
мм

3.4 Розрахунок індуктивностей

Розрахуємо конструкцію індуктивностей L ₁ = L _2. Визначимо уточнені значення індуктивностей для типових значень ємностей на частоті f = 30МГц за формулою:
,

нГн
Розраховуємо діаметр проводу котушок:
,

де I - радіочастотний струм, А;
f - частота струму, МГц;
D - різниця температури проводи й навколишнього середовища, DТ = 40К.
мм
Крок намотування, при якому досягається найменше активний опір котушки току радіочастоти:
g = 2d
g = 2 × 1.4 = 2.8 мм
Розраховуємо кількість витків спіралі котушки:
,
де L _розр - розраховане значення індуктивності, мкГн; D - діаметр котушки, см; F (C / D) - коефіцієнт форми котушки, визначається за графіком на малюнку 10.3 [3].
витка
розрахуємо котушки L ₅ = L _6. Визначаємо уточнений номінал індуктивності:
нГн

Розрахуємо діаметр проводу котушок:
мм
Розрахуємо крок намотування:
g = 2 × 3 = 6 мм
Розрахуємо кількість витків спіралі котушки:
витка

4. Оцінка якості

 

4.1 Розрахунок надійності по раптових відмов

Приблизний розрахунок
На початку для певного класу об'єктів вибирається один з типів показників надійності: інтервальний, миттєвий, числовий таблиця 6 в [1]. З неї вибираємо, з урахуванням виду об'єкта (ремонтується з допустимими перервами в роботі), числові показники надійності, тобто m _t - Середнє напрацювання між відмовами, m _B - середній час відновлення об'єкта, К _Г - коефіцієнт готовності. Таким чином, при конструкторському проектуванні РЕЗ не потрібно розраховувати всі ПН, необхідно, перш за все, визначити вид об'єкта і вибрати ті ПН, які найбільш повно характеризують надійностних властивості розроблюваного об'єкта.
Для подальшого вибору показників надійності встановимо шифр з чотирьох цифр, за рекомендацією таблиці 7 [1]: 2312. Що відповідає: за ознакою ремонтопридатності - ремонтованому (2), за ознакою обмеження тривалості експлуатації-режим використання за призначенням - безперервний (1), за ознакою домінуючий фактор при оцінці наслідків відмови - факт виконання або не виконання виробом заданих йому функцій у заданому обсязі ( 2).
Виходячи з цих даних за таблицею 8 [1] визначаються показники надійності. Отримані результати порівнюємо з таблицею 6 [1]. Остаточно отримуємо, що у зв'язку з тим, що приймач ремонтується, відновлюваний, з допустимими перервами в роботі, то ПН будуть m _t, m _в, К _р, Т. е. ми вибрали числові ПН: напрацювання на відмову - m _t, середнє час відновлення об'єкту - m _в, коефіцієнт готовності - До _р.
Відповідальним етапом у проектуванні надійності РЕА є обгрунтування норм, тобто допустимих значень для вибраних показників надійності. Це пояснюється наступними причинами. По-перше, від правильності результатів даного етапу залежить успіх і сенс усіх розрахунків надійності, тому що тут ми визначаємо, яке значення показників надійності можна вважати допустимим. По-друге, немає загальних правил і рекомендацій для встановлення норм надійності різних об'єктів, багато чого залежить від суб'єктивних факторів та досвіду конструктора. По-третє, будь-яка помилка на даному етапі веде до важких наслідків: заниження норми веде до підвищення втрат від ненадійності, завищення - від дорожнечі. Отже, з таблиці 9 [1] ми визначаємо виходячи з групи апаратури за ГОСТ 16019-78 - возимо на автомобілях; за кількістю ЕРЕ (  700), що m _t допустима дорівнює 3000 годин.
Надійність РЕА в значній мірі визначається надійністю елементів електричної схеми (ЕЕС) та їх числом. Тому точність розрахунку ПН проектованого об'єкта щодо відмов, обумовлених порушеннями ЕЕС, має велике значення. Зауважимо, що до ЕЕС слід відносити місця пайок, контакти роз'ємів, кріплення елементів і т. д. При розробці РЕА можна виділити три етапи розрахунку: приблизний розрахунок, розрахунок з урахуванням умов експлуатації та уточнений розрахунок. Приблизний розрахунок проводиться з метою перевірити можливість виконання вимог технічного завдання по надійності, а також для порівняння ПН варіантів розробляється об'єкта. Приблизний розрахунок може здійснюватися, і коли принципової схеми ще ні, в цьому випадку кількість різних ЕЕС визначається за допомогою об'єктів аналогів. Вихідні дані та результати розрахунку представлені в таблиці 1. За даними таблиці розраховуються граничні та середні значення інтенсивності відмов, а також інші показники надійності.
Слід врахувати те, що після знаходження інтенсивності відмов елементів однієї плати необхідно для визначення  всього приймача зробити множення на 8, що і буде відображатися у розрахунку.

Таблиця 2.
Вихідні дані для приблизними розрахунками надійності РЕА
Зробимо обчислення:








Розрахунок з урахуванням умов експлуатації.
Розрахунок безвідмовності конструируемого об'єкта з урахуванням умов експлуатації апаратури, тобто вплив механічних впливів, висотності і кліматичних факторів виробляється за допомогою поправочних коефіцієнтів для інтенсивностей відмов по одній з наступних формул: ;
де  _ое - інтенсивність відмов j-го елемента в номінальному режимі (температура навколишнього елемент середовища 20  С, коефіцієнт навантаження дорівнює 1);
- Поправочні коефіцієнти, що враховують відповідно впливу вібрації, ударних навантажень, кліматичних факторів (вологості і температури) та висоти; k1, 2, j-коефіцієнт, що враховує одночасно вплив вібрації і ударних навантажень.
Значення інтенсивностей  оj і поправочних коефіцієнтів k , j беруться з науково-технічної літератури з надійності РЕА. Для найбільш поширених елементів і умов експлуатації ці значення наведені в додатку [2].
Позначимо твір поправочних коефіцієнтів для j-го елемента через , Тоді

Вихідні дані інтенсивності відмов для розрахунку електричної схеми з урахуванням умов експлуатації заносяться в таблицю 2. Якщо в об'єкті є nj однотипних елементів, що мають однакові значення і , То для всієї електричної схеми інтенсивність визначається за формулою На основі цього значення визначаються інші показники з урахуванням умов експлуатації:

Таблиця 3. Вихідні дані для уточненого розрахунку з урахуванням умов експлуатації

З таблиці 2 отримуємо, що





Уточнений розрахунок.
Уточнений розрахунок показників безвідмовності виробляється, коли конструкція об'єкта в основному визначена. Тут, перш за все, враховується відхилення електричного навантаження ЕЕС і навколишнього їх температури від номінальних значень, крім того, аналізується зміна ПН при використовуваної системі обслуговування. Інтенсивності відмов елемента j-го типу уточнена і всієї схеми розраховуються за формулами:



де a _j - поправочний коефіцієнт, що визначається як функція коефіцієнта до _{н, j,} враховує електричне навантаження, і температури Т _j для елемента j-го типу. Значення коефіцієнта Т _j для елементів з урахуванням їх температури наведені у додатку 2 в таблиці П 4.1, П 4.2, П 4.3, П4.4.
Для зручності розрахунку заповнюється таблиця 3. Коефіцієнти навантаження для резисторів і конденсаторів визначаються відповідно за формулами:

де W _дод, W - допустима і середня потужності розсіювання на резисторі; U _ном, U _П - номінальне і постійна напруга на конденсаторі; U _їм - амплітуда імпульсної напруги.
Для транзисторів у якості Кн береться максимальний з наступних коефіцієнтів:
U _ке / U _{ке, д;} U _кб / U _{кб, д;} U _ЕБ / U _{ЕБ, д;} W / W _д,
де U _ке, U _кб, U _ЕБ - пряма напруга між колектором і емітером, колектором і базою, емітером і базою; U _{ке, д,} U _{кб, д,} U _{ЕБ, д} - пряме допустима напруга між колектором і емітером, колектором і базою, емітером і базою; W _д, W - допустима і розсіюється на транзисторі потужності.