Вычисление радиоэлементов по заданным параметрам.

Резистор R1 (150 кОм)

Найдем силу тока из формулы (1):

; (1)

 

 

где, i_B– излишки напряжения

R–сопротивление радиоэлемента;

I₁= 1,5/150 = 0,01A.

После этого находим мощность рассеивания (2):

; (2)

P = 0,01²∙150= 0,015 Вт.

где, I – сила тока

R–сопротивление;

Опираясь на полученные расчеты, выясним, что данный резистор имеет маркировку «P1-2Р», из справочника находим геометрические параметры резистора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = d_э + r; (3)

d = 0,6+0,3 = 0,9 мм.

где,d_э – максимальное значение диаметра вывода навесного элемента, устанавливаемого на ПП. Сведения о параметрах навесных элементов представлены.

r– разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимальным значением диаметра вывода устанавливаемого элемента принимается равной 0,2 – 0,3 мм;

Проводники, полученные на фольгированном диэлектрике, должны иметь допустимую в производстве ширину, минимальное значение которой определяется прежде всего адгезионными свойствами материала основания и гальвано стойкостью фольги.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = t_мд + |Dt_нo|; (4)

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

где,t_мд – минимально допустимая ширина проводника определяется из таблицы 2 для заданного класса точности печатной платы;

Dt_нo – нижнее предельное отклонение ширины проводника (0,15 мм без покрытия, 0,20 мм с покрытием).

Расстояние между печатными элементами зависит от заданного сопротивления изоляции при рабочем напряжении или требований технических условий на печатные платы, фактическое расстояние между элементами на плате зависти от шага элементов, их максимальных размеров и точности расположения относительно заданных координат.

 

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S =S_мд+Dt_вo; (5)

S = 0,25+0,15=0,4мм.

где, S_мд – минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка определяется из таблицы 2.

D t_во – верхнее предельное отклонение ширины проводника (0,15; 0,25).

Контактные площадки являются частью проводящего рисунка и расположены на поверхности слоёв печатных плат. Они соединяются с металлизированными отверстиями и используются для монтажа навесных элементов.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = d + 2b + C; (6)

D = 0,9+2·0,1+0,5 = 1,6 мм.

где,d– диаметр монтажного отверстия;

b– минимально допустимая ширина пояска контактной площадки, зависящая от класса точности по таблице 2;

С – коэффициент, учитывающий изменения диаметров отверстий, контактных площадок, межцентровых расстояний, смещение слоёв и других погрешностей неизбежных в процессе изготовления платы. В общем случае его можно принять 0,3 – 0,5 мм в зависимости от класса точности.

Эти расчёты всегда будут одинаковы поэтому их можно свести к формуле:

D = d + k, (7)

где, k – номинальное значение ширины проводника по классу точности.

Расчёт минимального расстояния для прокладки n–го количества проводников между двумя отверстиями с контактными площадками диаметрами D1 и D2 производят по формуле:

L = (D1 + D2)/2 + t·n + S(n + 1); (8)

где, n – количество проводников;

Таблица 2 Наименьшие номинальные размеры основных размеров элементов конструкции печатных плат для узкого места

Условные обозначения	Класс точности
t	0,75	0,45	0,25	0,15	0,10
S	0,75	0,45	0,25	0,15	0,10
B	0,30	0,20	0,10	0,05	0,025
γ	0,40	0,40	0,33	0,25	0,20

 

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = L·D; (8)

где, L – длина стороны радиоэлемента

D–ширина стороны радиоэлемента.

S = 3,2 · 1,8 = 5,76 мм.

Данному резистору соответствует резистор R3 поэтому все вышеперечисленные расчёты будут справедливы и для него.

 

Резистор R2 (2 кОм)

Найдем силу тока из формулы (1):

I = 1,5/2 = 0,75A.

После этого находим мощность рассеивания (2):

= 1,125Вт.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный резистор имеет маркировку,«С5-16МВ» из справочника находим геометрические параметры резистора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 0,6+0,3 = 0,9 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 0,9+0,7 = 1,6 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = 9·19 = 171 мм.

Данному резистору соответствует резистор R4 поэтому все вышеперечисленные расчёты будут справедливы и для него.

Резистор R5(510 Ом)

Найдем силу тока из формулы (1):

I = 1,5/0,51 = 2,94A.

После этого находим мощность рассеивания (2):

= 4,41Вт.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный резистор имеет маркировку, «С5-35В» из справочника находим геометрические параметры резистора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 2+0,3 = 2,3 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 2,3+0,7 = 3 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = 14·26 = 364 мм.

Резистор R6(15 кОм)

Найдем силу тока из формулы (1):

I = 1,5/15 = 0,1A.

После этого находим мощность рассеивания (2):

= 0,15Вт.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный резистор имеет маркировку,«Р2-67» из справочника находим геометрические параметры резистора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 0,7+0,3 = 1 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 1+0,7 = 1,7 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = 5·1,8= 9 мм.

Резистор R7(10 кОм)

Найдем силу тока из формулы (1):

I = 1,5/10 = 0,15A.

После этого находим мощность рассеивания (2):

= 0,225Вт.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный резистор имеет маркировку, «С5-25В» из справочника находим геометрические параметры резистора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 1,25+0,3 = 0,9 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 1,55+0,7 = 2,25 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = 7·17 = 119 мм.

Конденсатор С1(24 мФ)

Найдём напряжение на обкладках с помощью формулы (9):

Q = C·U; (9)

Q = 24·10 = 240 B.

где, С – ёмкость конденсатора

U – напряжение.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный конденсатор имеет маркировку, «HU» из справочника находим геометрические параметры конденсатора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 0,6+0,3 = 0,9 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 0,9+0,7 = 1,6 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (10):

S = S = π·r²; (10)

где, математическая константа, выражающая отношение длины окружности к длине её диаметра.

r – радиус радиоэлемента.

S = 3,14·5·5 = 78,5 мм.

Конденсатор С2 (120 мФ)

Найдём напряжение на обкладках с помощью формулы (9):

Q = 120·10 = 1200 B.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный конденсатор имеет маркировку, «К73-11» из справочника находим геометрические параметры конденсатора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 0,6+0,3 = 0,9 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 0,9+0,7 = 1,6 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = 6·18 = 108 мм.

Данному конденсатору соответствуют конденсаторы С3, С4, С7 поэтому все вышеперечисленные расчёты будут справедливы и для них.

Конденсатор С5(30 мФ)

Найдём напряжение на обкладках с помощью формулы (9):

Q = 30·10 = 300 B.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный конденсатор имеет маркировку, «К50-77» из справочника находим геометрические параметры конденсатора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле(3):

d = 0,7+0,3 = 1 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 1+0,7 = 1,7 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = 10·16 = 160 мм.

Конденсатор С6(10 мФ)

Найдём напряжение на обкладках с помощью формулы (9):

Q = 10·10 = 100 B.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный конденсатор имеет маркировку,«GC» из справочника находим геометрические параметры конденсатора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 0,5+0,3 = 0,8 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 0,8+0,7 = 1,5 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (10):

S = 3,14·3,85·3,85 = 46,55 мм.

Конденсатор С8(2200 мФ)

Найдём напряжение на обкладках с помощью формулы (1):

Q = 2200·10 = 22000 B.

Опираясь на полученные расчеты, выясним, что данный конденсатор имеет маркировку, «К73-14М»из справочника находим геометрические параметры конденсатора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 0,8+0,3 = 1,1 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 1,1+0,7 = 1,8 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = 4·10 = 40 мм.

Конденсатор С9(0,01 мФ)

Найдём напряжение на обкладках с помощью формулы (10):

Q = 0,01·10 = 0,1B.

Опираясь на полученные расчёты выясним, что данный конденсатор имеет маркировку, «GC»из справочника находим геометрические параметры конденсатора и выполняем следующие расчёты.

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 0,9+0,3 = 1,2 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 1,2+0,7 = 1,9 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (9):

S = 3,14·12·12 = 452,16 мм.

Транзистор VT1(ГТ311И)

Значение диаметра монтажного отверстия d в миллиметрах определяется по формуле (3):

d = 0,5+0,3 = 0,8 мм.

Номинальное значение ширины проводника t в (мм.)рассчитывают по формуле (4):

t = 0,25+0,15 = 0,4 мм.

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка S в (мм.)рассчитывают по формуле (5):

S = 0,25+0,15=0,4 мм.

Расчёт минимального диаметра контактной площадки D производят по формуле (6):

D = 0,8+0,7 = 1,5 мм.

Расчёт площади радиоэлемента осуществляется по формуле (8):

S = 3,14·10,5·10,5 = 346,185 мм.

 

После произведения всех геометрических расчётов мы вычисляем площадь печатной платы (11):

, (11)

 

S_пп = (346,185·3+452,16+40+46,55+160+4·108+78,5+119+9+364+2·171+ 2·5,76) = (1038,555+452,16+46,55+160+432+78,5+119+9+364+342+11,52) = 3093,285+200=3293,285 мм

 

Расчет сторон печатной платы вычисляется по формуле (12):

X₁·Х₂=S_пп ; (12)

где, X₁ – первая сторона печатной платы, Х₂ – вторая сторона печатной платы.

X₁·Х₂= 3293,285 мм

X₁= 1646,6425 мм

X₁= 40,58 = 42,5 мм

X₂ = 85 мм

 

 

Заключение

 

В заключительной части курсовой работы хочется подчеркнуть, чтов ходе выполнения данного курсовой работы были систематизированы все полученные теоретические знания по данной дисциплине.

Так же были произведены соответствующие расчёты радиоэлементов, по которым в дальнейшем была разработана и сконструирована печатная плата, а также была подобранна соответствующая технологическая оснастка и подобранно оборудование и инструменты для её производства непосредственно на предприятии.

Опираясь на вышеперечисленные вычисления, мы считаем курсовую работу выполненной.

 

Список используемой литературы

1. Касаткин А.С., Электротехника: учеб. для вузов / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - 11-е изд., стер.; Гриф МО. - М.: Академия, 2007.

2. Касаткин А.С., Электротехника: учеб. для вузов / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - 9-е изд., стер.; Гриф МО. - М.:Academia, 2005.

3. Немцов М.В., Электротехника: учеб.пособие для сред. учеб. заведений / М.В. Немцов, И.И. Светлакова. - Гриф МО. - Ростов н/Д: Феникс, 2004.

4. Борисов Ю.М. Электротехника: учеб.пособие для вузов / Ю.М. Борисов, Д.Н. Липатов, Ю.Н. Зорин. - Изд.3-е, перераб. и доп.; Гриф МО. - Минск:, 2007.

5. Григораш О.В., Электротехника и электроника: учеб.для вузов / О.В. Григораш, Г.А. Султанов, Д.А. Нормов. - Гриф УМО. - Ростов н/Д: Феникс, 2008.

6. Лоторейчук Е.А., Теоретические основы электротехники: учеб.для студ. учреждений сред. проф. образования / Е.А. Лоторейчук. - Гриф МО. - М.: Форум: Инфра-М, 2008.

7. Федорченко А. А., Электротехника с основами электроники: учеб.для учащ. проф. училищ, лицеев и студ. колледжей / А. А. Федорченко, Ю. Г. Синдеев. Дашков, 2010.

8. Катаенко Ю. К., Электротехника: учеб.пособие / Ю. К. Катаенко. - М.: Дашков; Ростов н/Д: Академцентр, 2010.

9. Москаленко В.В., Электрический привод: Учеб.пособие для сред. проф. образования / В.В. Москаленко. - М.: Мастерство, 2000.

10. Синдеев Ю. Г., Электротехника с основами электроники: учеб.пособие для проф. училищ, лицеев и колледжей / Ю. Г. Синдеев. - Изд. 12-е, доп. и перераб. Гриф МО. - Ростов н/Д: Феникс, 2010.

11. Д.И.Атаев, В.А.Болотников. Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения. М. Радио и связь. 1986г.

 

Приложения