Вариант №0. Шумоподавитель
Исходные данные:
1) схема электрическая принципиальная шумоподавителя (рис. 5.1), где элементы R1...R14 – резисторы С2-23-0,125; С1, С3, С6, С7 – конденсаторы К50-6-16В-1мкФ; С2 – конденсатор КМ-5а-Н30-2200пФ; С4 – конденсатор КМ-5а-Н30-3300пФ; С5 – конденсатор К50-6-10В-50мкФ; С8 – конденсатор КМ-5а-Н30-0,015мкФ; С9 – конденсатор К50-6-10В-10мкФ; VD1...VD3 -диоды 2Д522Б; VT1...VT4 – транзисторы 2Т312Б.
Рис. 5.1. Схема электрическая принципиальная для варианта задания №0
2) плотность печатного монтажа – 1-й класс;
3) шаг координатной сетки 2,5 мм;
4) установку элементов С1, С3...С7, С9 производить по варианту 180, элементов С2, С4, С8, R1…R14, VD1...VD3 – по варианту 140, элементов VT1...VT4 – по варианту 190.
Требуется:
1) определить диаметры монтажных отверстий, контактных площадок;
2) выполнить расчет площади и геометрических размеров односторонней печатной платы шумоподавителя.
Порядок выполнения
1. По справочным данным и ГОСТ 29137-91 определяем типовое конструктивное исполнение, габаритные и установочные размеры электрорадиоизделий (табл. 5.1). Примечание: при заполнении таблицы допускается использование одного эскиза для ЭРИ одинакового типа, имеющих различные размеры, например, для конденсаторов С1, С3...С7, С9. В этом случае размерные характеристики указываются для всех отличающихся по этим параметрам элементов.
Таблица 5.1
Типовое конструктивное исполнение и размерные характеристики ЭРИ
| Типономинал и позиционное обозначение ЭРИ | Вариант формовки и установки ЭРИ | Размерные характеристики ЭРИ |
| Конденсаторы С1, С3, С6, С7 K50-6-16B-1мкФ |   Вар. 180
| D=4,5 мм H=13,5 мм d=0,6 мм lу =2,5 мм |
| Конденсатор С5 К50-6-10В-50мкФ | D=11 мм H=15,5 мм d=0,6 мм lу =5 мм | |
| Конденсатор С9 К50-6-10В-10мкФ | D=6,5 мм H=13,5 мм d=0,6 мм lу =2,5 мм | |
| Резисторы R1-R14 С2-23-0,125 |  Вар. 140
| L=6,0 мм D=2,0 мм d=0,6 мм lу =10 мм |
| Продолжение табл. 5.1 | |||||||||
| Конденсаторы С2, С4 КМ-5а-Н30-2200пФ, КМ-5а-Н30-3300пФ |  Вар. 140
| L=5 мм
H=4,5 мм
B=3 мм
d=0,8 мм
lу =10 мм
| |||||||
| Конденсатор С8 КМ-5а-Н30-0,015мкФ | L=7 мм H=6,5 мм B=3 мм d=0,8 мм lу =12,5 мм | ||||||||
| Диоды 2Д522Б VD1-VD3 | Вар. 140
| L=3,8 мм D=1,9 мм d=0,6 мм lу =12,5 мм | |||||||
| Транзисторы VT1-VT4 2T312Б |
  Вар. 190
| D=7,6 мм D1=5,8 мм H=4,3 мм d=0,5 мм lу1 =5 мм lу2 =2,5 мм |
Примечание. Установочные размеры можно также рассчитать на основе габаритных размеров, приводимых в справочниках ЭРИ. Для резисторов и конденсаторов, устанавливаемых по вариантам 010, 011, 140 расстояние от корпуса ЭРИ до оси изогнутого вывода R (рис. 5.2) составляет не менее 2 мм, для дросселей и диодов – не менее 5 мм. Установочные размеры для ЭРИ необходимо выбирать кратными шагу координатной сетки.
 |
Рис. 5.2. Расстояние от корпуса радиоэлемента до оси изогнутого вывода
2. Диаметр монтажного металлизированного отверстия d м отв определяем в зависимости от диаметра вывода d навесного элемента:
- для элементов VT1...VT4
d м отв1 =d+0,2=0,5+0,2=0,7 (мм);
- для элементов C1, C3, С5, С6, C7, C9, R1...R14, VD1...VD3
d м отв2 =d+0,2=0,6+0,2=0,8 (мм);
- для элементов C2, C4, C8
d м отв3 =d+0,3=0,8+0,3=1,1 (мм).
3. Расчет диаметров контактных площадок DКП производим в соответствии с рекомендациями, приведенными в разд. 3.1:
DКП1=d м отв1 +2 b + c =0,7+2×0,3+0,6=1,9 (мм);
DКП2=d м отв2 +2 b + c =0,8+2×0,3+0,6=2,0 (мм);
DКП3=d м отв3 +2 b + c =1,1+2×0,3+0,6=2,3 (мм).
4. Площади посадочных мест навесных компонентов рассчитываем по данным табл. 5.1 с учетом размеров контактных площадок под формованные выводы.
Площади посадочных мест конденсаторов:
= 
(мм2);
(мм2);
(мм2);
(мм2);
(мм2);
площади посадочных мест резисторов:
(мм2);
площади посадочных мест диодов:
(мм2);
площади посадочных мест транзисторов
(мм2).
Площадь печатной платы равна:
1,6·(4· 
+ 
+ 
+2· 
+ 
+14· 
+3· 
+4· 
)»
»1,6·(4·15,9+95,0+33,2+2·36,9+44,4+14·24+3·27,6+4·45,4)=1456,64 (мм2).
6. Рассчитаем линейные размеры печатной платы, полагая длину и ширину монтажной зоны одинаковой:
(мм).
Учитывая, что расстояние между границей монтажной зоны и краем ПП должно составлять не менее 5 мм, а ширина краевого поля для гибкого печатного кабеля равна 25 мм, получаем следующие линейные размеры ПП:
Ly=38,2+5+5=48,2 (мм),
Lx=38,2+25+5=68,2 (мм),
где Ly и Lx – ширина и длина ПП соответственно.
Приводим полученные значения линейных размеров ПП в соответствие со стандартным рядом (табл. 3.2) и получаем, что ширина ПП равна 40 мм, а длина ПП – 80 мм. Для проверки правильности выбора геометрических размеров ПП, проведем следующий расчет:
- рассчитанная площадь ПП: 
= Ly∙ Lx=48,2∙68,2»3287,24 (мм2).
- площадь ПП после приведения линейных размеров в соответствие со стандартным рядом: 
=40∙80=3200 (мм2).
Эти величины отличаются друг от друга менее, чем на 10%, значит, геометрические размеры сторон печатной платы выбраны верно.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Нормативно-правовая:
1. ГОСТ 15467-79 (СТ СЭВ 3519-81). Управление качеством продукции. Основные понятия, термины и определения.
2. ГОСТ 27.103-83. Надежность в технике. Критерии отказов и предельных состояний. Основные положения.
3. ГОСТ 4.188-85. Система показателей качества продукции. Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Номенклатура показателей.
4. ГОСТ 15.005-86. Система разработки и постановки продукции на производство. Создание изделий единичного и мелкосерийного производства, собираемых на месте эксплуатации.
5. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения.
6. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности.
7. ГОСТ Р ИСО 9000-2008. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь.
8. ГОСТы ЕСКД: 2.101-2.103; 2.307; 2.308; 2.312; 2.313; 2.316; 2.702; 2.710; 2.728; 2.730.
9. ОСТ4 ГО.010.030-81 Установка навесных элементов на печатные платы.
10. ОСТ4 ГО.010.035. Изделия из пластмасс. Конструирование.
11. ОСТ4 ГО.014.000. Покрытия металлические и неметаллические.
12. ОСТ4 ГО.021.192. Литье из алюминиевых сплавов.
13. ОСТ 92-1165-75. Виды литья. Классы точности.
Основная:
14. Уваров А.С. P-CAD. Проектирование и конструирование электронных устройств / А.С. Уваров. – М.: «Горячая линия – Телеком», 2004. – 760 с.
15. Горбатенко, С.А. Конструирование и технология производства радиоэлектронных средств: учебное пособие / С.А. Горбатенко, В.В. Горбатенко, Н.В. Даценко. – Воронеж: ВИ МВД России, 2007. – 125 с.
Дополнительная:
16. Гелль П.П. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов / П.П. Гелль, Н.К. Иванов-Есипович. – С-Пб.: Энергоатомиздат, 2004.
17. Попов Е.П. Робототехника и гибкие производственные системы / Е.П. Попов. – М.: Наука. Гл. ред. физ.мат. литературы, 2005.
Александр Александрович Рогожин
Александр Сергеевич Сердюк
Виталий Геннадьевич Лялевич
Михаил Владимирович Таравков