Проектування малогабаритного частотомера

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ

Державна освітня установа вищої

ПРОФЕСІЙНОГО ОСВІТИ

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ

ПІВДЕННОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

у м. Таганрозі

Кафедра Ега і МТ

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З КУРСУ: Основи проектування приладів і систем

НА ТЕМУ: Проектування малогабаритного частотомера

ПЕРЕВІРИТИ Півнєв П.П

ВИКОНАВ Топоркова О.А. гр. У-125

Таганрог - 2009

Зміст

Введення

1.Технічне завдання

1.1Назначеніе і область застосування

1.2 Технічні характеристики

1.3 Умови експлуатації

1.4 Характеристики надійності

1.5 Порядок роботи

2. Огляд літературних джерел

2.1 Класифікація частотомеров

2.2 Найменування і позначення

2.3 Основні нормовані характеристики

2.4 Нормативно-технічна документація

3. Аналіз структурної схеми

4. Аналіз схеми електричної принципової

5. Друкована плата

6. Розрахунок надійності

7. Розрахунок резонансної частоти друкованої плати і частот власних коливань пластини

8. Розрахунок теплового режиму

Висновок

Список літератури

Введення

Вимірювання частоти - найбільш точний і швидко розвивається вид вимірювань. По-перше, одиниця часу (частоти) є основною одиницею системи СІ, по-друге, визначення секунди пов'язано з перерахунком подій, а перерахунок є найточнішим методом вимірювань, по-третє, підвищення точності вимірювань частоти необхідно для прикладного використання в телекомунікаціях, навігації , космічної галузі. За останні 50 років сумарна відносна похибка первинних державних еталонів на основі цезієвого реперів частоти зменшилася з ± 1 × 10 -10 до ± 1,5 × 10 -15, тобто точність зростала на порядок за кожні 10 років. Ніякий інший вид вимірів не має такого значного приросту, адже зростання точності в 2-3 рази за 10 років вже вважається відмінним показником. Але дослідження в галузі вимірювання частоти тривають. Національні метрологічні інститути США, Німеччини, Франції, мають в даний час еталони на основі цезієвого фонтанів, ведуть роботи над оптичними еталонами частоти і еталонами частоти на основі "затриманих" іонів. Проведені дослідження та звірення вже показують можливість досягнення похибок ± 1 × 10 -17 ... ± 1 × 10 -19, що не виключає введення нового визначення секунди замість діючого з 1968 р. рішення Міжнародного Бюро Мір і Терезів. Більш того, ресурс передачі сигналів еталонних частот стає загальнодоступним. Наприклад, за допомогою системи GPS / ГЛОНАСС можна здійснювати простежуваність до державних еталонів частоти з похибкою ± 1 × 10 -11 ... ± 1 × 10 -13 (без урахування поправок) для широкого кола користувачів. Відповідно, підвищуються точності вторинних еталонів і робочих засобів вимірювань частоти.

Далі ми розглянемо недорогий, простий у повторенні, малогабаритний частотомір, який може знадобитися кожному радіоінженер або радіоаматорові для вимірювання частоти.

1.Технічне завдання

1.1 Призначення і область застосування

Пропонований частотомір має малі габарити, тому його можна назвати кишеньковим. Крім частоти, він вимірює її відхилення щодо зафіксованого значення і підраховує кількість імпульсів. Прилад простий в повторенні і містить мінімальну кількість деталей.

Частотомір вимірює частоту вхідного сигналу в діапазоні 10Гц ... 50МГц з часом рахунку 0,1 с і 1с, відхилення частоти в межах ± 10МГц, а також здійснює рахунок імпульсів з відображенням рахунку (до 99с)

1.2 Технічні характеристики

Споживаний струм 9 мА

Споживана потужність 54 мВт

Споживана напруга 9 В

Діапазон частоти вхідного сигналу 10Гц ... 50 МГц

Відхилення частоти ± 10МГц

Час рахунку 0,1 с і 1с

Відображення рахунку імпульсів до 99с

1.3 Умови експлуатації

Плата разом з батареєю розміщена в пластмасовому корпусі розмірами 30 * 50 * 70мм. Індикатор і вимикач харчування закріплені на передній панелі, де для них зроблені отвори відповідного розміру. Для живлення пристрою можна використовувати батареї «Крона», «Корунд», 6 F 22, споживаний струм складає близько 9мА. Мікроконтролер можна запрограмувати за допомогою програм Pony Prog. IC Prog.

Налагодження приладу зводитися до регулювання точності вимірювання частоти. Для цього від зразкового генератора подають безперервний сигнал з частотою близько 1 МГц, амплітудою 0,5 В і подстроечним конденсатором С5 домагаються збігу показань індикатора з частотою вхідного сигналу. Потім підбіркою резистора R 1 встановлюють максимальну чутливість частотоміра.

1.4 Характеристики надійності

Напрацювання на відмову, не менше 5 * 10 годин

Прилад повинен володіти ремонтопридатністю протягом 3 років

Термін служби приладу 8 років

1.5 Порядок роботи

Після включення живлення мікроконтролер виконує підпрограму вимірювання частоти з часом рахунку 0,1 с. При короткочасному натисканні на кнопку SB 1 значення частоти фіксується і мікроконтроллер вимірює відхилення частоти від зафіксованого значення з подальшим відображенням цього відхилення на табло індикатора HG 1. Повторне короткочасне натискання на кнопку SB 1 повертає пристрій у початковий стан. Для переходу в режим вимірювання частоти і її відхилення з часом рахунку 1с слід натиснути на кнопку SB 1 і утримувати її не менш 2с. Ще одне тривале натискання на кнопку SB 1 переводить пристрій в режим рахунку імпульсів. У цьому режимі по коротких натиснень на кнопку послідовно відбуваються запуск, зупинками обнуління лічильника і індикатора часу вимірювання.

Частота і її відхилення відображаються на табло частотоміра в герцах. При інтервалі вимірювання 0,1 с свідчення виглядають наступним чином: «1 Fxxxxxxxx» для частоти або «1 F _ xxxxxxx» («1 F - xxxxxxx») для відхилення частоти, де хххххххх-частота або її зміна, а знак показує на її збільшення або зменшення. Оскільки в індикаторі не передбачений знак «+», він відображається як «_». При інтервалі вимірювання 1с на першій позиції індикатора присутня цифра 2. У режимі рахунку імпульсів до старту на табло індикатора будуть нулі, в режимі рахунку - СС уууууу, де СС-час рахунку в секундах, уууууу-число імпульсів. Після закінчення рахунки показання фіксуються.

2. Огляд літературних джерел

Частотоме р - вимірювальний прилад для визначення частоти періодичного процесу або частот гармонічних складових спектру сигналу.

2.1 Класифікація частотомеров

  • За методом вимірювання - прилади безпосередньої оцінки (напр. аналогові) і прилади порівняння (напр. резонансні, гетеродинні, електронно-лічильні).

  • За фізичним змістом вимірюваної величини - для вимірювання частоти синусоїдальних коливань (аналогові), вимірювання частот гармонічних складових (гетеродинні, резонансні, вібраційні) і вимірювання частоти дискретних подій (електронно-лічильні, конденсаторні).

  • По виконання (конструкції) - щитові, переносні і стаціонарні.

  • По області застосування частотоміри включаються в два великі класи засобів вимірювань - електровимірювальні прилади та радіовимірювальні прилади. Слід зауважити, що межа між цими групами приладів дуже прозора.

    • До групи електровимірювальних приладів входять аналогові стрілочні частотоміри різних систем, вібраційні, а так само, почасти, конденсаторні та електронно-лічильні частотоміри.

    • До групи радіовимірювальних приладів входять резонансні, гетеродинні, конденсаторні та електронно-лічильні частотоміри.

  • Принцип дії електронно-лічильних частотомеров (ЕСЧ) заснований на підрахунку кількості імпульсів, сформованих вхідними ланцюгами з періодичного сигналу довільної форми, за певний інтервал часу. Інтервал часу виміру також задається методом підрахунку імпульсів, узятих з внутрішнього кварцового генератора ЕСЧ або із зовнішнього джерела (наприклад стандарту частоти). Таким чином ЕСЧ є приладом порівняння, точність вимірювання якого залежить від точності еталонної частоти.

  • ЕСЧ є найбільш поширеним видом частотомеров завдяки своїй універсальності, широкого діапазону частот (від часток герца до десятків мегагерц) і високої точності. Для підвищення діапазону до сотень мегагерц - десятків гігагерц використовуються додаткові блоки - подільники частоти і переносники частоти.

  • Більшість ЕСЧ крім частоти дозволяють вимірювати період проходження імпульсів, інтервали часу між імпульсами, відносини двох частот, а також можуть використовуватися в якості лічильників кількості імпульсів.

  • Деякі ЕСЧ (наприклад Ч3-64) поєднують в собі електронно-лічильний і гетеродинний методи вимірювання. Це не тільки підвищує діапазон вимірювання, але і дозволяє визначати несучу частоту імпульсно-модульованих сигналів, що простим методом рахунку недоступне.

  • ПРИЗНАЧЕННЯ: обслуговування, регулювання та діагностика радіоелектронного устаткування різного призначення, контроль роботи радіосистем і технологічних процесів

  • ПРИКЛАДИ: Ч3-54, Ч3-57, Ф5137, Ч3-84

Резонансні частотоміри

Принцип дії резонансних частотомеров заснований на порівнянні частоти вхідного сигналу з власної резонансної частотою перебудованого резонатора. В якості резонатора може бути використаний коливальний контур, відрізок хвилеводу (об'ємний резонатор) або четвертьволновой відрізок лінії. Контрольований сигнал через вхідні ланцюги надходить на резонатор, з резонатора сигнал через детектор подається на індикаторний пристрій (гальванометр). Для підвищення чутливості в деяких частотомерах застосовуються підсилювачі. Оператор налаштовує резонатор по максимальному показанню індикатора і по лімбу налаштування відраховує частоту.

  • ПРИЗНАЧЕННЯ: налаштування, обслуговування, контроль роботи приемопередающих пристроїв, вимірювання несучої частоти модульованих сигналів

  • ПРИКЛАДИ: Ч2-33, Ч2-34, Ч2-45, Ч2-55

Гетеродинні частотоміри

Принцип дії гетеродинних частотомеров заснований на порівнянні частоти вхідного сигналу з частотою перебудованого допоміжного генератора (гетеродина) за допомогою т. зв. методу нульових биття, порядок роботи аналогічний роботі з резонансними частотомірами.

  • ПРИЗНАЧЕННЯ: аналогічно резонансним частотомера

  • ПРИКЛАДИ: ч4-1, ч.4-22, ч.4-23, ч.4-24, ч.4-25

Конденсаторні частотоміри

Електронні конденсаторні частотоміри застосовуються для вимірювання частот у діапазоні від 10 до 1000Гц. Принцип таких частотомеров грунтується на поперемінному заряді конденсаторів від батареї з наступним його розрядом через магнітоелектричний механізм. Цей процес здійснюється з частотою, рівною вимірюваної частоті, оскільки перемикання проводиться під впливом самого досліджуваного напруги. За час одного циклу через магнітоелектричний механізм буде протікати заряд Q = CU, отже, середній струм, що протікає через індикатор, буде дорівнює I_ср = Qf_x = CUf_x. Таким чином, показання магнітоелектричного амперметра виявляється пропорційні вимірюваної частоті. Основна наведена похибка таких частотомеров лежить в межах 2-3%.

  • ПРИЗНАЧЕННЯ: встановлення та обслуговування низькочастотної апаратури

  • ПРИКЛАДИ: Ф5043

Вібраційні (язичкові) частотоміри

Являє собою прилад з рухомою частиною у вигляді набору пружних елементів (пластинок, язичків), що приводяться в резонансні коливання при впливі змінного магнітного або електричного поля.

  • ПРИЗНАЧЕННЯ: контроль мережі електроживлення

  • ПРИКЛАДИ: В80, В87

Аналогові стрілочні частотоміри

Аналогові частотоміри за вживаним вимірювального механізму бувають електромагнітної, електродинамічної і магнітоелектричної систем. В основі роботи їх лежить використання частотозавісімой ланцюга, модуль повного опору якої залежить від частоти. Вимірювальним механізмом, як правило, є логометра, на одне плече якого подається вимірюваний сигнал через частотонезавісімую ланцюг, а на інше - через частотозавісімую, ротор логометра зі стрілкою в результаті взаємодії магнітних потоків встановлюється в положення, залежне від співвідношень струмів в обмотках. Бувають аналогові частотоміри працюють на інших принципах.

  • ПРИЗНАЧЕННЯ: контроль мережі електроживлення

  • ПРИКЛАДИ: Д416, Е353, Ц1736, М800, З 300 М1-1

2.2 Найменування і позначення

  • Застарілі найменування

    • Хвилемір - для резонансних і гетеродинних частотомеров

    • Герцметр - для щитових аналогових і язичкових частотомеров

  • Для позначення типів електровимірювальних (низькочастотних) частотомеров традиційно використовується галузева система позначень, в якій прилади маркуються в залежності від системи (основного принципу дії)

    • У хх - вібраційні частотоміри

    • Д хх - прилади електродинамічної системи

    • Е хх - прилади електромагнітної системи

    • М хх - прилади магнітоелектричної системи

    • Ц хх - прилади випрямної системи

    • Ф хх, Щ хх - прилади електронної системи

    • Н хх - самописні прилади

  • Частотоміри радіодіапазону маркуються за ГОСТ 15094

    • Ч2-хх - резонансні частотоміри

    • Ч3-хх, РЧ3-хх - Електронно-обчислювальні частотоміри

    • Ч4-хх - гетеродинні, конденсаторні та мостові частотоміри

2.3 Основні нормовані характеристики частотомеров

  • Діапазон вимірюваних частот

  • Допустима похибка вимірювання (для ел.-вим. - Клас точності)

  • Чутливість

  • Для ЕСЧ - нестабільність частоти кварцового генератора

2.4 Нормативно-технічна документація

  • ГОСТ 8.567-99 Метрологія. Вимірювання часу і частоти. Терміни та визначення

  • ГОСТ 7590-93 Прилади аналогові показуючі електровимірювальні прямої дії і допоміжні частини до них. Частина 4. Особливі вимоги до частотомера

  • ГОСТ 7590-78 Прилади електровимірювальні для вимірювання частоти аналогові показують. Загальні технічні умови

  • ГОСТ 22335-77 Частотоміри електронно-лічильні. Технічні вимоги, методи випробувань

  • ГОСТ 22261-94 Засоби вимірювань електричних і магнітних величин. Загальні технічні умови

  • ГОСТ 8.422-81 Метрологія. Частотоміри. Методи і засоби повірки

  • ГОСТ 12692-67 Вимірювачі частоти резонансні. Методи і засоби повірки

  • ОСТ11-272.000-80 Частотоміри резонансні. Основні параметри

  • МІ 1835-88 Частотоміри електронно-лічильні. Методика повірки

3. Вибір і обгрунтування структурної схеми

Частотомір складається з:

  1. стабілізатора;

  2. джерела живлення;

  3. підсилювача;

  4. мікроконтролера;

  5. цифрового індикатора;

  6. тактового генератора;

Розглянемо принцип дії частотомера за структурною схемою.

Імпульсний сигнал надходить на підсилювач вхідного сигналу, з колектора якого йде на вхід мікроконтролера. Для відображення інформації застосований цифровий індикатор із вбудованим контролером. Живлення поступає на всі складові частини з джерела живлення - батареї "Крона" GB1 через стабілізатор.

4. Аналіз схеми електричної принципової

Розглянемо принцип дії по електричній принциповій схемі.

Основний елемент-мікроконтроллер PIC 12 F 629 (DD 1), що працює по програмі. Вимірювання частоти здійснюється за допомогою підрахунку числа імпульсів за фіксований часовий інтервал. Використовуються два інтервали - 0,1 с. і 1с. У першому випадку для отримання частоти число імпульсів множиться на 10, у другому - значення числа імпульсів і частоти збігаються. Мікроконтролер містить два таймера-лічильника (TMR 0 і TMR 1), перший з яких використовується для підрахунку імпульсів, а другий - для відліку часових інтервалів. Завдяки вбудованому асинхронному восьмирозрядному предделителя максимальна вимірювана частота зверху обмежена лише швидкістю роботи його тригерів і не залежить від тактової частоти мікроконтролера.

Підсилювач вхідного сигналу зібраний на транзисторі VT 1, з колектора якого імпульсний сигнал надходить на вхід T 0 CKI (вивод5), мікроконтролера DD 1. Для відображення інформації застосований цифровий індикатор HT 1610 (HG 1) зі вбудований контролером. При роботі в режимі веденого вхід НК індикатора HG 1 з'єднують із загальним проводом, а дані передаються послідовно 4-бітними посилками по лініях D 1 і CLK. Обмежене число ліній введення-виведення мікроконтролера DD 1 не дозволяє виділити дві з них для реалізації штатного режиму передачі даних, тому дані і синхроімпульси доводитися передавати з виходу GP 0 мікроконтролера DD 1 через резистивні подільники. На вхід CLK індикатора HG 1 імпульси надходять через дільник R 7 R 9, а на вхід DI - через інтегруючий дільник R 6 R 8 C 8. Для передачі низького логічного рівня (логічного 0) на виході GP 0 мікроконтролера DD 1 формується імпульс напруги тривалістю 5 мкс. При цьому конденсатор С8 зарядиться не встигає, і по спаду імпульсу на вході DI в індикатор HG 1 запишеться логічний 0. Для передачі логічної 1 тривалість імпульсу набагато більше постійної часу ланцюга R 6 R 8 C 8, і конденсатор С8 встигає зарядиться до високого логічного рівня, тому буде записана логічна 1. Пауза між імпульсами також повинна бути більш постійною часу ланцюга R 6 R 8 C 8, щоб конденсатор С8 встиг розрядитися.

5. Друкована плата

При конструюванні друкованих плат використовуються чотири головні критерії вибору: габаритний критерій, критерій щільності малюнка і товщини провідного шару, критерій числа шарів, критерій матеріалу підстави.

З метою підвищити безвідмовність друкованих вузлів при температурних впливах вироблено обмеження габаритних розмірів друкованої плати. Переваги малих друкованих плат перед великими проявляються в ослабленні негативного впливу таких явищ, як викривлення, погіршений теплообмін в центрі плати, знижена ремонтопридатність.

Друковані в залежності від розміру елементів друкованого монтажу діляться на п'ять класів. Плати четвертого класу забезпечують саму високу щільність монтажу. Їх слід застосовувати тільки в окремих, технічно обгрунтованих випадках. Щільність монтажу по класу 3 слід застосовувати тільки на платах з розмірами до 240х240мм, щільність по класу 4 з розмірами до 170х170мм.

По конструкції ПП підрозділяють на одношарові і багатошарові (МПП). Одношарові ПП завжди мають один ізоляційний шар, на якому знаходяться друковані провідники.

Багатошарова ПП складається з декількох друкованих шарів, ізольованих склеює прокладками.

Допустимий робочий напруга між двома розташованими поруч провідниками залежить від мінімального зазору між ними.

Якщо друковані провідники розташовані на одній стороні ізоляційного підстави, то таку плату називається односторонньою (ОПП), якщо на двох сторонах, то двосторонньої (ДПП).

Більшість деталей частотомера монтуються на друкованій платі з однобічного фольгированного стеклотекстолита товщиною 1 ... 1,5 мм. Розмір друкованої плати 36х46мм. Схемотехнічне рішення частотомера досить просте, тому можна застосувати односторонню ПП.

Листовий матеріал підстави може бути в залежності від поставленої перед конструктором завдання ізоляційним полімерним, фольгованим полімерним або металевим.

Для провідників і контактних площадок повинні застосовуватися матеріали, що володіють малим опором і хорошим зчепленням з матеріалом підкладки: електричний опір квадрата плівки провідних шарів повинно бути не більше 0,03 Ом.

Найбільше поширення в практиці отримала товщина 1,0 мм і 2 мм, яка допускає отримання металізованих отворів в основі відповідно 0,32 і 0,48 мм (мінімальний допустимий діаметр).

Волога є другим після температури кліматичним фактором, що впливає на друкарський вузол і що призводить до відмов. Для захисту ПП від вологи рекомендується покрити її лаком після складання, що створить бар'єр дії вологи і забруднень, охоронить тонкі друковані провідники від руйнуючих подряпин, корисно вплине на резонансні механічні властивості ПП як пружної пластини, а також захисне покриття підвищить власну ємність на 20-30 %.

Для вологозахисного покриття краще використовувати лак без розчинника, так як він повинен наноситися двічі з проміжною сушкою, щоб перекрити пори, що подвоює трудомісткість вологозахисту друкованого вузла, тобто знижує технологічність.

Для нашої ПП використовуємо лак УР-967, так як він забезпечує високу адгезію та еластичність (велике відносне подовження) плівки після нанесення.

За ГОСТ 23741-79 вибираємо перший клас (клас А) щільності малюнка друкованої плати. Для даного класу щільності маємо:

ширина провідника не менше 0,50 мм;

відстань між провідниками не менше 0,5-0,6 мм;

роздільна здатність 1,0 ліній / мм.

6. Розрахунок надійності

Коефіцієнт навантаження для транзисторів визначається за формулою:

,

де - Фактична потужність, що розсіюється на колекторі,

- Максимально допустима потужність, що розсіюється на колекторі.

Коефіцієнт навантаження для резисторів визначається за формулою:

,

де - Фактична потужність, що розсіюється на резисторі,

- Номінальна потужність.

Коефіцієнт навантаження для конденсаторів визначається за формулою:

,

де - Фактичне напруга, прикладена до конденсатор,

- Номінальна напруга конденсатора.

Таблиця 1

Максимально допустимі і номінальні параметри елементів.


Умовне позначення параметра

Розмірність

Величина

Максимально допустима потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT 1 (КТ3102А)

мВт

250

Номінальна потужність резисторів R 1 - R 4, R 6 - R 9 (МЛТ, С2-23)

Вт

0,125

Номінальна потужність подстроечного резистора R 5 (СП3-19)

Вт

0,5

Номінальна напруга конденсаторів С1-С4, С6-С8 (К10-17)

У

25

Номінальна напруга подстроечного конденсатора С5 (КТ4-25)

У

10

Таблиця 2

Фактичні значення параметрів елементів.


Умовне позначення параметра

Розмірність

Величина

Фактична потужність, що розсіюється на колекторі транзистора VT 1 (КТ3102А)

мВт

125

Фактична потужність резисторів R 1 (МЛТ-0, 125)

Вт

0,0375

Фактична потужність резисторів R 2 (МЛТ-0, 125)

Вт

0,0 875

Фактична потужність резисторів R 3 (МЛТ-0, 125)

Вт

0,0 5

Фактична потужність резисторів R 4 (МЛТ-0, 125)

Вт

0,0 75

Фактична потужність резисторів R 5 (СП3-19)

Вт

0, 35

Фактична потужність резисторів R 6, R 7 (МЛТ-0, 125)

Вт

0, 1

Фактична потужність резисторів R 8 (МЛТ-0, 125)

Вт

0, 25 серпня

Фактична потужність резисторів R 9 (МЛТ-0, 125)

Вт

0, 062 травня

Фактичне напруга конденсатора C 1 (К10-17)

У

7, 5

Фактичне напруга конденсатора С2 (К10-17)

У

10

Фактичне напруга конденсатора C 3 (К10-17)

У

12, 5

Фактичне напруга конденсатора С4 (К10-17)

У

2, 5

Фактичне напруга конденсатора С5 (КТ4-25)

У

7,5

Фактичне напруга конденсатора С6 (К10-17)

У

12,5

Фактичне напруга конденсатора С7 (К10-17)

У

15

Фактичне напруга конденсатора С8 (К10-17)

У

10

Розрахуємо коефіцієнти навантаження для використовуваних у пристрої конденсаторів:

Розрахуємо коефіцієнти навантаження для використовуваних у пристрої резисторів:

Розрахуємо коефіцієнти навантаження для використовуваних у пристрої транзисторів:

Знаючи коефіцієнти навантаження, знайдемо коефіцієнти впливу (за довідником) при температурі t = 40 ˚ C:

1) для конденсаторів

При

При

При

При

При

При

При

При

2) для резисторів:

При

При

При

При

При

При

При

При

При

3) для транзисторів:

При

Виберемо з довідника величину і розрахуємо інтенсивність відмов :

Для транзисторів:

VT 1 1 / ч,

;

Для резисторів:

1 / ч,

,

,

,

,

,

,

,

,

;

Для конденсаторів С1, С2, С3

1 / ч,

,

,

,

,

,

,

;

Для конденсаторів С5

1 / ч,

Розрахуємо інтенсивність відмов всього пристрою, що складається з 18 елементів за формулою:

,

де - Інтенсивність відмови i-того елемента.

Середнє напрацювання на відмову дорівнює:

ч.

Так як, середнє напрацювання на відмову вийшла більша, ніж була обрана спочатку, значить розрахунки були зроблені вірно.

7. Розрахунок резонансної частоти друкованої плати

Друкована плата являє собою прямокутну пластину жорстко закріплену по кутках у чотирьох точках.

Задані (відомі) величини:

-Діелектрична проникність ε = 6;

-Модуль пружності матеріалу Е = 30 ГПа;

-Щільність матеріалу ПП ρ = 1600 кг / м ³;

-Коефіцієнт Пуассона μ = 0,4;

-Прискорення вільного падіння g = 9,8 м / с ².

-Довжина друкованої плати а = 46 мм;

-Товщина друкованої плати h = 1,5 мм;

-Ширина друкованої плати b = 36мм.

Визначимо жорсткість пластини за формулою:

D = Eh ³ / 12 (1-μ ²) ,

де D - жорсткість пластини, Н / м;

E-модуль пружності матеріалу пластини, Па;

h-товщина пластини, м;

μ - коефіцієнт Пуассона.

Резонансна частота пластини визначається виразом,

,

де а і b - відповідно довжина і ширина ПП, м;

m - маса пластини з навісними елементами, кг;

g - прискорення вільного падіння.

,

де - Маса друкованої плати,

- Маса всіх елементів, встановлених на ПП.

г

г

г

кГц

Власна резонансна частота повинна бути вище, ніж частота допустимої сили.

Так як наш пристрій портативне його можна транспортуватися до місця експлуатації автомобілем, то значить для нього частота допустимої сили . Розрахована резонансна частота набагато вище частоти допустимої сили. Значить, умова вібростійкої друкованої плати виконується.

8. Розрахунок теплового режиму

Так як споживана потужність, споживаний струм даного приладу (частотомера) малі і він має малі габарити, то розрахунок теплого режиму не потрібно.

Висновок

У даному курсовому проекті було вироблено проектування і розрахунок малогабаритного частотоміра. В результаті проектування вийшло виріб, який задовольняє вимогам технічної естетики; габарити і маса приладу мінімальні.

Вологостійкість вироби забезпечена за рахунок застосування вологостійких електрорадіоелементів та елементів конструкції.

При конструюванні друкованої плати в пункті 5 використовувалися чотири головні критерії вибору, а також враховувалися допоміжні критерії, які служать для перевірки і уточнення (електричні обмеження по паразитним параметрами, теплові обмеження, обмеження за масою, по трудомісткості виготовлення, за безвідмовності та ін.)

У пункті 6 зроблений розрахунок надійності та з'ясовано середнє напрацювання на відмову частотоміра.

У пункті 7 виконаний розрахунок резонансної частоти друкованої плати і частот власних коливань пластини.

Список використаної літератури

1. Фрумкін Г.Д. Розрахунок і конструювання радіоапаратури: Підручник для радіотехніч. спец. Технікумів. М.: Вищ. Шк., 1989. -463 С.: Іл.

2. Гелль П.П., Н.К.Іванов-Есипович Конструювання і мікромініатюризація радіоелектронної апаратури: Підручник для вузів .- Л.: Вища школа. Ленінгр.отд-ня. 1984.-536с, мул.

3. Гуткін А.С. Проектування радіосистем і радіопристроїв М: Вищ. Шк., 1989.

      1. Довідник з конструювання РЕА під ред. А.І. Горобець, А.І. Степаненко, В.М. Коронкевіч

5. Журнал "Радіо" № 3 2008р.

6. Довідник з електровимірювань приладів; Під ред. К. К. Ілюніна - Л.: Вища школа, 1983

7. Довідник з радіовимірювальних приладів: У 3-х т.; Під ред. В. С. Насонова - М.: Сов. радіо, 1979

8. Довідник по електричних конденсаторів; Під ред. І.І. Четверткова і В.Ф. Смирнова. - М.: Радіо і зв'язок, 1983.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
104.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок малогабаритного конденсатора
Розробка електронно-рахункового частотомера
Розробка конструкції частотомера на базі універсального цифрового приладу УЦП
Стадії проектування систем автоматизованого проектування
Проектування багатоповерхового будинку 2 Проектування майданчики
Автоматизоване проектування
Проектування судів
Інвестиційне проектування
Інвестиційне проектування
© Усі права захищені
написати до нас