Конструкторское проектирование усилителя мощности звуковой частоты
Анализ эксплуатационных, механических, климатических, конструктивных и электрических требований к усилителю мощности звуковой частоты. Анализ функциональной и принципиальной схемы устройства. Аналитическая компоновка стереоусилителя. Расчет надежности.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.08.2012 |
Размер файла | 3,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт инженерной физики и радиоэлектроники
Кафедра «Приборостроения и наноэлектроники»
Курсовой проект
Конструкторское проектирование усилителя мощности звуковой частоты
Введение
Разрабатываемое изделие - стереоусилтель УМ55-101С, далее просто стереоусилитель, предназначено для усиления сигнала звуковой частоты. Может агрегатироваться сразличными видами акустических систем, с максимальной выходной мощностью не менее 60 Вт на канал.
Изделие может эксплуатироваться в условиях категории исполнения УХЛ 4.2. Устанавливается на месте использования на ровную горизонтальную поверхность.
1. Анализ технического задания
1.1 Анализ применения и назначения стереоусилителя УМ55-101С
Стереоусилитель УМ55-101С предназначен для усиления сигнала звуковой частоты. Должен быть совместим с основной звуковоспроизводящей аппаратурой.
Назначение разрабатываемого устройства предполагает его использование в отапливаемых помещениях.
Конструктивное исполнение - моноблок.
Габаритные размеры будут выбраны в процессе этапа компоновки, в процессе они могут быть изменены.
Из анализа применения и назначения стереоусилителя УМ55-101С можно сделать следующие выводы:
- так как стереоусилитель должен быть совместим с основной бытовой звуковоспроизводящей аппаратурой, в том числе и с персональным компьютером (ПК), то из анализа размещения изделия на рабочем месте оператора ПК можно сделать вывод о длине кабеля соединяющего его с источником сигнала (звуковой картой ПК). Так как размещение стереоусилителя на рабочем месте оператора возможно только в непосредственной близости от системного блока, то длина кабеля должна обеспечивать такое размещение изделия, оптимальная длинна кабеля - 2 ± 0,3 м.
- стереоусилитель является бытовой радиоаппаратурой, следовательно, специфических требований к электрическому монтажу ЭРЭ не предъявляется, следовательно можно применить компоновочную структуру 1А (традиционный монтаж ЭРЭ с одной стороны печатной платы в отверстие).
1.1 Анализ технических требований на стереоусилитель УМ55-101С
Анализ эксплуатационных требований
Эксплуатационные требования включают: климатические воздействия, механические воздействия, требования по надёжности, параметры первичного питающего напряжения и удобство в работе.
В техническом задании оговорено, что климатические условия соответствуют ГОСТ 11478 изделия 1 группы, согласно ГОСТ 15051, категории исполнения УХЛ 4.2.
- температура окружающего воздуха - от 283 до 308 К;
- относительная влажность воздуха при температуре 298 К
составляет 60%;
- атмосферное давление - от 70 до 104 кПа.
Учет климатических факторов необходим, для выбора типа конструкции, типа монтажа и защиты конструкции, выбора элементной базы и типа покрытия.
Изделия категории 4 предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями (в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых и других помещениях), а изделия категории 4.2 - для эксплуатации в лабораторных, капитальных жилых и другого типа помещениях.
Так как изделие является стационарной ЭРА, то отсутствуют прямые воздействия солнечной радиации, ветра, песка, и т.д. Из этого следует, что корпус стереоусилителя допустимо выполнить с вентиляционными отверстиями в основании и крышке корпуса.
Для анализа диапазона рабочих температур предварительно оценим тепловой режим стереоусилителя.
Разрабатываемый стереоусилитель потребляет мощность 200 Вт. Соответственно тепловыделение будет велико, с учетом нагрева транзисторов выходного каскада увеличим верхний предел температурных воздействий на 30-40 К. Соответственно при выборе ЭРЭ, покрытий необходимо ориентироваться на интервал температур от 283 до 348 К.
Относительная влажность воздуха составляет 60 %, следовательно, нет необходимости покрывать электрический монтаж дополнительными влагозащитными покрытиями. Но на всех металлических деталях, обязательно применяются гальванические лакокрасочные покрытия.
Атмосферное давление от 70 до 104 кПа является обычным, поэтому пробивное напряжение между печатными проводниками и ЭРЭ также является обычным. Следовательно нет необходимости применения дополнительных диэлектрических покрытий.
Так как влияние климатических воздействий рассмотрено, то проанализируем требования в части механических воздействий на cтереоусилитель УМ55-101С.
Механические воздействия в ТЗ заданы согласно ГОСТ 11478 для 1 группы:
Прочность при синусоидальных вибрациях:
диапазон частот f, Гц 50-150 Гц;
амплитуда a, м/с2 9,8.
Прочность при транспортировании:
длительность tH, мс 11;
частота следования f, мин-1 60-120;
амплитуда a, м/с2 147;
число ударов 1000.
Испытания на прочность при падении:
Устройство должно выдержать падение с высоты 1000 мм;
Число падений из каждого положения 2.
Ударные воздействия проявляются только при транспортировании. Значит, их необходимо учитывать только при проектировании тары и упаковки.
Стереоусилитель УМ55-101С должен сохранять прочность при синусоидальных вибрациях, т.е. требований по работоспособности в условиях механических воздействий не предъявляется.
Вибрационные воздействия наблюдаются только при транспортировке изделия, и только в низкочастотной области, в диапазоне 50-150 Гц. Поэтому для исключения резонансных явлений необходимо увеличивать значения собственных резонансных частот конструкции cтереоусилителя УМ55-101С в целом.
Увеличение значений резонансных частот возможно за счёт уменьшения массы и увеличения жёсткости конструкции.
Направление вибраций при транспортировке вертикальное через нижнее основание. Следовательно для увеличения надежности болтовых и винтовых соединений необходимо:
- болтовые соединения должны быть с граерами.
- винтовые соединения, применяемые для креплений печатных плат и других деталей необходимо залить краской для предотвращения разбалтывания.
Так как вибрационные воздействия наблюдаются только при транспортировке, то специфических требований к размещению (вертикальное, горизонтальное) печатных плат не предъявляется.
В ТЗ указан следующий показатель надежности:
Средняя наработка на отказ - 11000 ч. Этот параметр определяется показателями надежности ЭРЭ и электромонтажных соединений. Так как прибор относится к стационарным (отсутствие механических воздействий) и в нем нет механизмов, то учет надежностных показателей механических соединений не обязателен.
Напряжение питания стереоусилителя УМ55-101С составляет 220 ± 22В, с частотой 50 Гц. Это удовлетворяет требованиям к стационарной электрорадиоапаратуре и накладывает следующие ограничения:
- исходя из обеспечения безопасности жизнедеятельности, сетевой разъем должен быть выполнен в виде вилки выполненной согласно ГОСТ 7396 для подключения к стационарным сетевым розеткам.
- сетевой кабель должен быть выполнен согласно ГОСТ 7399, и длиной 2 м согласно ГОСТ 24388, изоляция кабеля и поводов внутриблочного монтажа, обеспечивающих подключение к первичной обмотке первичного силового трансформатора ТТП-250, должна выдерживать напряжение не менее 220 ± 22 В.
- рассчитаем сечение проводников. [Журнал «Радио» №8, 72 г. - Расчет сечений проводников.]
Стереоусилитель потребляет мощность не более 200 Вт, следовательно максимальный ток протекаемый по сетевому кабелю не будет превышать:
А.
Следовательно сетевой кабель должен выдерживать ток не менее 2,5 А.
Проводники должны быть медными, так как медь имеет большую гибкость и меньшее удельное сопротивление. Рассчитаем площадь сечения жилы кабеля, с учетом того, что Ом·мм, мм :
мм2.
- согласно ГОСТ Р МЭК 60065 стереоусилитель должен иметь заземляющий проводник соединенный с корпусом изделия. Сетевой кабель необходимо выполнить из трехжильного провода марки ШВВП 3?0,5 (шнур с параллельными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией повышенной гибкости с двойной изоляцией) согласно ГОСТ 7399. Сопротивление изоляции сетевого кабеля не 0,012 МОм.
Стереоусилитель УМ55-101С должен обеспечивать следующие режимы работы:
1) включение устройства в работу должно производиться включением тумблера «Вкл.».
2) регулирование усиления (громкости) должно производиться регулятором «Громкость».
3) регулирование тембра должно производиться регуляторами «НЧ», «ВЧ».
4) регулирование баланса между каналами должно производиться регулятором «Баланс».
Расположение регуляторов должно быть удобно. Все регуляторы должны находиться на передней панели корпуса стереоусилителя.
1.2 Анализ конструктивных требований
При анализе конструктивных требований выявляются:
количество органов управления, настройки, контроля, внешних соединителей;
габаритные, установочные и присоединительные размеры;
масса;
способ ремонтопригодности и доступность к приборам, узлам и деталям при регулировке и смене их при ремонте;
вид покрытий;
форма конструкции, возможность агрегатирования;
особенности конструктивного исполнения изделия.
Выявление количества органов управления, настройки, контроля, внешних соединителей возможно после анализа принципиальной схемы.
Устройство не используется автономно, только совместно со звуковоспроизводящей аппаратурой. Агрегатируется с различными приборами и устройствами звуковоспроизведения.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры устройства определяются из размеров печатной платы и габаритов органов управления, способа их монтажа. Следовательно они бутут выбраны после компоновки стереоусилителя.
Стереоусилитель УМ55-101С имеет конструктивное исполнение - моноблок. Предназначен для усиления сигнала звуковой частоты. Следовательно, возможно выполнить устройство в виде отдельного блока с разъёмами для подключения источника сигнала звуковой частоты, и подключения нагрузки.
В конструкции стереоусилителя предусмотрены предохранители марки ВП3Б-1В. Держатели для данной марки предохранителя можно выбрать типа ДВП4-1. Конструкция данного держателя предполагает его размещение в стенке корпуса. Применение данного типа держателя предполагает быструю замену неисправных предохранителей, без разбора корпуса стереоусилителя.
Рисунок 1 - Держатель предохранителя типа ДВП4-1.
Так как габариты корпуса стереоусилителя не заданы, то следует ориентироваться на меньшую площадь занимаемую корпусом.
НЧ кабель для подключения источника сигнала должен иметь штекер Mini Jack 3.5 с одного конца, и штекер типа «тюльпан» с другой.
НЧ кабель для подключения нагрузки должен иметь штекер типа «тюльпан» с одной стороны, и параллельно соединенным штекером типа «тюльпан», и клеммами для механического разъемного монтажа.
Рабочее положение устройства может быть только горизонтальным.
Основание корпуса изделия желательно выполнить из прочной пластмассы, кожух корпуса необходимо выполнить из листовой стали. Использование пластмассы в качестве основания освобождает от применения изоляции печатной платы с ЭРЭ от корпуса в случае его изготовления из метала, Изготовление кожуха корпуса из листовой стали позволяет увеличить жесткость конструкции, и уменьшить толщину стенок корпуса, что в принципе увеличивает внутренний объем корпуса.
Цвет основания корпуса и кожуха однотонный -- черный.
Количество и содержание надписей определяются из анализа электрической схемы.
1.3 Анализ электрических требований
ТЗ оговаривает следующие электрические требования:
-эффективный диапазон частот, ограниченный усилением 10-40000 Гц.
- чувствительность 250 мВ.
- максимальное входное напряжение 0,7 В.
Анализируя эффективный диапазон частот, ограниченный усилением можно сделать вывод, что устройство низкочастотное, из этого следует, что нет необходимости применять специальных материалов, для основания печатных плат, и специального покрытия печатных проводников.
Максимальное значение входного напряжения 700 мВ является довольно большим. Поэтому для соединения входного разъема с источником сигнала можно применить трехжильный стерео кабель типа 3,5 мм 2?RCA.
1.4 Анализ схем электрических
Анализ схем электрических проводиться для выявления функциональных узлов (анализ функциональной и принципиальной схем), для определения требований к ЭРЭ и формирования требований к электрическому монтажу.
1.5 Анализ функциональной схемы
Функциональная схема разрабатываемого стереоусилителя представлена на рис. 1.
Рисунок 1 - Функциональная схема стереоусилитеая УМ55-101С.
В каждом канале стереоусилителя есть предусилитель (ПУ ПК, ПУ ЛК), задача предусилителя состоит в том, чтобы с минимальными искажениями усилить входной сигнал, необходимый для дальнейшего усиления. Сигнал, прошедший через предусилитель поступает на пассивную регулировку тембра (Рег. НЧ ВЧ), регулировка тембра состоит из регулировки ВЧ и НЧ. После сигнал поступает на оконечный усилитель мощности (УМ ПК, УМ ЛК), задача которого максимально усилить сигнал по мощности, при максимальном КПД каскада. Блок питания ( БП) вырабатывает питающие напряжения для предусилителя, и оконечного усилителя мощности, оба питающих напряжения являются двухполярными - ±12,6 В, ±40 В.
Анализируя функциональную схему можно выделить следующие основные узлы:
- блок питания;
- предусилитель;
- регулировка тембра;
- оконечный усилитель мощности.
В соответствии с разделением на функциональные узлы, необходимо разделить ПУ изделия.
Так как блок питания работает с низкими частотами, то его необходимо разместить на отдельном печатном узле, при этом его необходимо экранировать, с целью минимизации помех вносимых в сигнал.
Предусилитель работает с малым значение входного сигнала, исходя из этого предусилители обоих каналов необходимо разместить отдельно от выходных каскадов усилителя. При этом предусилитель левого и правого каналов можно разместить на одном ПУ.
Оконечные каскады усиления необходимо разместить на одном печатном узле.
1.6 Анализ принципиальной схемы
Рассмотрим работу стереоусилителя по схеме электрической принципиальной УМ 468714.001 Э3.
Входной сигнал поступает на вход предусилителя. Предусилитель собран на основе операционного усилителя DA1. Резистор R5 включен в цепь ООС, R1 во входную цепь. Соотношение резисторов R1 и R5 определяет коэффициент усиления схемы, поэтому при выборе элементной базы эти резисторы должны иметь наименьшее отклонение от номинала. В выходной цепи усилителя включена регулировка тембра (R6; R11), усиления (R9) и баланса (R12). R6, С5, С7 - регулировка НЧ, R11, С10, С8 - регулировка ВЧ. Требования элементам регулировки тембра - резисторы регулировки тембра должны иметь линейную регулировочную характеристику, иметь малые шумы, большую износостойкость, конденсаторы должны иметь меньшую паразитную индуктивность, вносить в схему меньшие шумы, резисторы должны иметь малые собственные шумы.
Требования к резистору регулировки усиления те же, что и к регулировке тембра за исключением того, что он должен иметь экспоненциальную регулировочную характеристику.
Усиленный до необходимого значения сигнал поступает на оконечный усилитель мощности. Оконечный усилитель трех каскадный.
Первый каскад - дифференциальная каскад с несимметричным выходом на транзисторах VT1-VT2. Дифференциальная цепь на входе первого каскада (С11 R13) является фильтром высоких частот, ослабляя при прохождении сигнала его низкочастотную составляющую. С11 разделительный по переменному току, стоит в сигнальной цепи, при выборе ЭРЭ необходимо ориентироваться на меньшую паразитную индуктивность конденсатора, и меньшие шумы. Резистор R15 является нагрузочным в цепи коллектора транзистора VT1, т.к. выход несимметричный. Сигнал ООС поступает на базу транзистора VT2 через резистор R18. Соотношение между резисторами R18, R19 определяют коэффициент усиления каскада, должны иметь меньшие отклонения от номинала.
Второй каскад - каскад усиления напряжения, выполнен на транзисторе (VT3). С13 - элемент предотвращающий самовозбуждение усилителя на ВЧ.
Выходной каскад - бестрансформаторный двухтактный усилительный каскад, работающий в классе АВ. Он выполнен на составных комплементарных транзисторах (VT4- VT7). Смещение каскада задают диоды (VD11 - VD12). Защиту выходного каскада осуществляют диоды (VD13 - VD16). Смещение выходных транзисторов задают R20, R21.
Элементы (С13, С16, С19, R26, R27, L1) предотвращают самовозбуждение усилителя на ВЧ. Поэтому резисторы должны иметь меньшее отклонение от номинала, меньшие паразитные параметры, конденсаторы должны иметь меньшие шумы и потери, малый ТКЕ. Индуктивность должна иметь как можно меньшую паразитную межвитковую емкость, меньший ТКИ.
БП вырабатывает два напряжения:
Двухполярное стабилизированное напряжение ±12,6 В. Стабилизатор выполнен на резисторах R3-R4 и стабилитронах VD9 - VD10. Резисторы осуществляют смещение рабочей точки стабилитронов.
Двухполярное нестабилизированное напряжение ±40 В.
Оба выпрямителя собраны по двухполупериодной схеме.
С1-С4 конденсаторы для сглаживания пульсаций питающих напряжений. Должны работать при пульсирующем токе.
Выпрямление напряжения осуществляется по двухполупериодной схеме собранной на диодах (VD1 - VD8). Температура корпуса при максимальном прямом токе должна быть не более 70 0С, с учетом температуры окружающей среды 30 0С, перегрев составляет 40 0С. Максимальная мощность рассеиваемая одним диодом составляет 12-14 Вт.
По графику [Журнал «Радио» №6, 68 г. - Расчет радиатора для транзистора] площадь приходящаяся на один диод должна быть не менее 300 см2.
Рисунок 2 - Зависимость площади радиатора от перегрева и мощности рассеяния ЭРЭ (коэффициент запаса 1,5).
Определим необходимое значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Для нормальной работы стабилизатора его минимальное входное напряжение должно составлять ±30 В. Так как сетевое напряжение может изменяться на 10 %, под нагрузкой напряжение трансформатора проседает еще на 10 %, на выпрямительном мосту падает порядка 1 В, то целесообразно увеличить номинальное входное напряжение на 20 % и плюс 1 В. Следовательно напряжение на вторичной обмотке трансформатора должно составлять 37 В.
Определим мощность, рассеиваемую на основных функциональных узлах.
Большую мощность по сравнению с остальными узлами рассеивает оконечный каскад стереоусилителя, точнее его выходной каскад. Следовательно основную тепловую нагрузку в приборе несет он. Выходной каскад выполнен на составных комплементарных транзисторах в металлическом корпусе: КТ818ГМ - КТ819ГМ. Без теплоотвода один транзистор рассеивает максимальную мощность 2 Вт. С учетом выходной мощности равной 55 Вт на канал, на каждом плече каскада должно выделиться порядка 27,5 Вт. Следовательно необходимо выходные транзисторы разместить на теплоотводе, учитывая специфику выходного каскада коллектора транзисторов КТ818ГМ - КТ819ГМ необходимо изолировать от теплоотвода слоем слюды.
По графику (рис. 2, см. выше) выберем приблизительную площадь радиатора приходящуюся на один транзистор.
Учитывая максимальную температуру корпуса равную 80 0С, и температуру окружающей среды, с учетом ее нагрева от тепловыделения радиатора возьмем 40 0С. Тогда перегрев составит 40 0С. Мощность, рассеиваемая транзистором приблизительно равна 27,5 Вт.
По графику площадь приходящаяся на один транзистор должна быть не менее 675 см2.
Настройка стереоусилителя заключается:
- в проверке симметричности питающих напряжений;
- в подборе резистора ООС в цепи предусилителя;
- транзисторов дифференциального каскада по коэффициенту усиления.
С целью уменьшения величины постоянного напряжения на выходе каждого канала.
- регулировки смещения оконечного каскада усиления.
С целью регулировки тока покоя выходных транзисторов в пределе 100 мА.
Если стереоусилитель переходит в режим самовозбуждения подбираются элементы С13, С16, С19, R26, R27, L1.
Исходя из анализа схемы электрической принципиальной можно сделать выводы о необходимых надписях на передней панели стереоусилителя.
На переднюю панель необходимо нанести следующие надписи:
- «Громкость», с указанием на шкале «min», «max».
- «Тембр», с надписями «НЧ», «ВЧ» с указанием на шкале значений «-15дБ», «+15дБ», «0».
- «Баланс» с указанием на шкале «L», «R».
Предусилитель левого и правого канала потребляют небольшую мощность, поэтому целесообразно разместить их на одной печатной плате. Оконечные усилители мощности необходимо разместить на отдельных печатных платах с целью уменьшения их влияния друг на друга.
К изделиям располагаемым вне печатной платы следует отнести:
- тумблер включения питания;
- держатели предохранителя;
- регуляторы, предусмотренные пунктом 1.3.2.11;
- сетевой трансформатор;
- теплоотводы выходных транзисторов.
Объемный монтаж необходимо применить для подачи сигнала от входного разъема, подключение цепи 220 В (включая держатели предохранителя и тумблер включения сети).
Максимальный входной ток не будет превышать максимальный входной ток операционного усилителя - не более 7,5 мкА.
Максимальный выходной ток одного канала не превышает
.
Проводники осуществляющие соединение вторичной обмотки трансформатора с выпрямителем ± 40 В должны выдерживать ток до 12 А, гнездом для подключения нагрузки должны выдерживать ток до 5,5 А.
Требования к печатной плате. Так как изделие является низкочастотным, то специфических требований к печатной плате не предъявляется.
Для настройки стереоусилителя необходима установка тока покоя выходного каскада оконечного усилителя, для этого необходимо включение миллиамперметра в цепь коллектора одного из выходных транзисторов. Поэтому необходимо предусмотреть перемычку в цепи коллектора одного из транзисторов.
Также должна быть предусмотрена возможность многократной перепайки подбираемых элементов - R5, VT1, VT2, VD11-VD12, С13, С16, С19, R26, R27, L1.
Внутриблочный монтаж осуществлять пайкой. Выходные контактные площадки следует разместить таким образом, чтобы длинна подводящих проводников была минимальна.
1.7 Анализ элементной базы
Определим требования к элементам, типы которых не указаны на исходной принципиальной схеме.
Конденсаторы С1-С4 стоят по цепи питания усилителя, эти конденсаторы электролитические, предназначены для сглаживания пульсаций в цепях питания. Требования к конденсаторам не велики, поэтому их можно выбрать исходя из меньших габаритных размеров, и способа монтажа. Конденсаторы могут быть типа К50-68.
Рисунок 3 - Конденсатор К50-68.
Конденсаторы С5, С7, С8, С9, С10 стоят в цепях регулировки тембра. Конденсаторы должны иметь наименьшую индуктивность, меньшие шумы, малое отклонение от номинала. Подойдет конденсатор К73-16.
Конденсатор С11 разделительный конденсатор по переменному току, электролитический, стоит во входной дифференцирующей цепи. Конденсатор должен работать при переменной форме сигнала, иметь меньшие собственные шумы, меньшую паразитную индуктивность. Данным ограничениям удовлетворяют следующие типы конденсаторов:
танталовый жидкостной объемно-пористый конденсатор (К52-11);
танталовый оксидно-электролитический конденсатор (К52-8);
танталовый оксидно-полупроводниковый конденсатор (К53-7).
алюминиевый оксидно-электролитический (К50-20).
Учитывая меньшие меньшую стоимость, меньшую занимаемую площадь, шумы, паразитные параметры и тип монтажа, выбираем конденсатор К50-20.
Рисунок 4 - Конденсатор К50-20.
Конденсатор С12 стабилизирует напряжение резистора R14. Конденсатор должен работать при переменной форме сигнала. Иметь меньшие отклонения от номинала. Подойдет К50-20.
Конденсаторы С13-С16 стоят в цепях предотвращающих самовозбуждение усилителя на высоких частотах, имеет малую емкость. Основное требование к данным конденсаторам, это стабильность, малые паразитные параметры, шумы, работа при переменной форме сигнала. Дополнительно можно ограничить габаритные размеры конденсатора.
Данным требованиям удовлетворяет конденсатор керамический дисковый К10-7В.
Рисунок 5 - Конденсатор К10-7В.
Конденсатор С14 электролитический, интегрирующий. Конденсатор должен стабильным, работать при переменной форме сигнала. Подойдет конденсатор К50-20.
Конденсатор С15 стоит в цепи вольтдобавки. Конденсатор должен иметь малый ТКЕ, и паразитную индуктивность. Подойдет конденсатор К50-68.
Конденсаторы С17-С18 стоят в блокировке по питанию выходного каскада. Конденсаторы должны быть стабильными, иметь малую индуктивность и работать при пульсирующей форме сигнала. Подойдут конденсаторы К73-16.
Рисунок 6 - Конденсатор К73-16.
Конденсатор С19 стоит в цепи предотвращающей самовозбуждение усилителя. Должен иметь наименьшую индуктивность, малый ТКЕ. Подойдет К73-16.
Конденсатор С6 стоит в цепях питания регулировки тембра предусилителя. Основное требование к данным конденсаторам - стабильность параметров, минимальные габаритные размеры. Подойдут конденсаторы К50-68.
Специальных требований к резисторам не предъявляется, выбираем С2-33Н.
Рисунок 7 - Резистор С2-33Н.
Переменные резисторы R4-R9 , стоят в регулировке тембра предусилителя, резистор R10 в регулировке баланса, должны быть сдвоенные, иметь высокую стабильность, малые шумы, надежность и иметь линейную регулировочную характеристику. Подойдет резистор СП-IIIА.
Рисунок 8 - Резистор СП- IIIА(В).
Переменный резистор R10 стоит в регулировке усиления, должны быть сдвоенные, иметь высокую стабильность, малые собственные шумы и иметь экспоненциальную регулировочную характеристику. Подойдет резистор СП-IIIВ.
Для размыкания цепи питания можно применить тумблер ПТ73-2-1. Выбор обусловлен тем, что размыкатель цепи будет расположен на задней панели стереоусилителя, и количество обращений к нему в процессе эксплуатации будет минимально.
Рисунок 9 - Тумблер ПТ73-1.
Выбор трансформатора производим исходя из электрических характеристик:
- напряжение вторичных обмоток ±37 В, ±40 В;
- ток вторичной обмотки 1 А и 11А соответственно;
-габаритная мощность не менее 200 ВА.
Наиболее целесообразно применить торроидальный трансформатор типа ТТП, поскольку у него наилучшее соотношение между габаритной мощностью и массой.
Характеристики трансформатора ТТП-250:
- размеры 112?45?67;
- максимальное напряжение вторичной обмотки 50 В;
- мощность 210?260 Вт;
- вес не более 2,2 кг.
Рисунок 10 - Трансформатор ТТП-250.
Для подачи сигнала и выходные гнезда используем гнездо RCA TN7-946N, это обусловлено низкочастотным диапазоном изделия, типом агрегатируемых устройств.
Проведя сравнение заданных в ТЗ климатических воздействий с эксплуатационными параметрами выбранной элементной базы. Можно сделать вывод, что в заданных условиях атмосферного давления и температуры могут применяться все ЭРЭ.
Стереоусилитель должен эксплуатироваться при следующих климатических условиях:
- температура окружающего воздуха - от 283 до 348 К;
- относительная влажность воздуха при температуре 298 К
составляет 60%;
- атмосферное давление - от 70 до 104 кПа.
Конструкция стереоусилителя должна обеспечивать прочность при синусоидальных вибрациях с частотой в диапазоне от 50 до 150 Гц и амплитудой виброускорений равной 9,8 м/с2.
В конструкции стереоусилителя не должны быть обнаружены резонансные частоты в диапазоне от 10 до 150 Гц.
Транспортной тарой и упаковкой должна быть обеспечена прочность при транспортировании при следующих ударных нагрузках:
длительность tH, мс 16
частота следования f, мин-1 60-120
амплитуда a, м/с2 147.
число ударов 1000.
Испытания на прочность при падении:
Устройство должно выдержать падение с высоты 1000 мм;
Число падений из каждого положения 2.
Максимальный перегрев нагретой зоны внутри корпуса не должен превышать 40-45 0С.
Основные габаритные размеры корпуса будут выбраны в процессе компоновки. усилитель мощность звуковой частота
Масса стереоусилителя не должна превышать 11 кг.
Требования к электрическому монтажу.
Для соединения регуляторов усиления, тембра и баланса с контактными площадками ПП применить объемный монтаж.
Для соединения входного разъема с ПП предусилителя применить трехжильный стерео кабель типа 3,5 мм 2?RCA. Максимальный ток протекающий по кабелю 7,5 мкА.
Сетевой разъем должен быть выполнен в виде вилки выполненной согласно ГОСТ 7396 для подключения к стационарным сетевым розеткам.
Сетевой кабель:
- должен быть выполнен согласно ГОСТ 7399 длинной 2 м, изоляция кабеля и поводов внутриблочного монтажа, обеспечивающих подключение к первичной обмотке первичного силового трансформатора ТТП-250, должна выдерживать напряжение не менее 220 ± 22 В.
- должен быть выполнен согласно ГОСТ 7399, и длиной 2 м согласно ГОСТ 24388, изоляция кабеля и поводов внутриблочного монтажа, обеспечивающих подключение к первичной обмотке первичного силового трансформатора ТТП-250, должна выдерживать напряжение не менее 220 ± 22 В.
- должен выдерживать ток не менее 2,5 А. Проводники должны быть медными.
- должен быть выполнен из трехжильного провода марки ШВВП 3?0,5 (шнур с параллельными жилами, с поливинилхлоридной изоляцией повышенной гибкости с двойной изоляцией) согласно ГОСТ 7399. Сопротивление изоляции сетевого кабеля не 0,012 МОм.
Проводники соединяющие первичную обмотку трансформатора с сетевым шнуром должны выдерживать ток до 2,5 А.
Проводники соединяющие вторичную обмотку трансформатора с оконечными усилителями должны выдерживать ток до 12 А.
Проводники соединяющие вторичную обмотку трансформатора с предусилителями должны выдерживать ток до 2 А.
Проводники соединяющие ПП оконечного каскада с выходными разъемами должны выдерживать ток до 6 А.
Для конструктивной реализации стереоусилителя необходимо применить следующие типы ЭРЭ:
конденсатор С1, С2, С3, С4, С15 - К50-68;
конденсатор С11, С12, С14 - К50-20;
конденсатор С13, С16 - К10-7В;
конденсатор С17, С18, С19, С5, С6, С7, С8, С9, С10 - К73-16;
постоянные резисторы - С2-33Н;
переменные резисторы R4, R9, R10 - СП-IIIА;
переменные резисторы R7, - СП-IIIВ;
тумблер размыкания сети питания ПТ73-2-2;
трансформатор ТТП-250;
входные и выходные гнезда RCA TN7-946N.
Требования к компоновке.
Предусилитель левого и правого канала потребляют небольшую мощность, поэтому целесообразно разместить их на одной печатной плате. Оконечные усилители мощности необходимо разместить на отдельных печатных платах с целью уменьшения их влияния друг на друга.
К изделиям, располагаемым вне печатной платы следует отнести:
- тумблер включения питания;
- держатели предохранителя;
- регуляторы, предусмотренные пунктом 1.3.2.11;
- сетевой трансформатор;
- теплоотводы выходных транзисторов.
ПП можно разместить в корпусе горизонтально.
На переднюю панель необходимо необходимо нанести следующие надписи: «Громкость», «Тембр», «НЧ», «ВЧ», «Баланс», Отметки нормального положения регуляторов тембра и баланса, максимального значения громкости.
Требования к монтажу ЭРЭ.
В оконечных каскадах усиления необходимо предусмотреть перемычку в цепях коллекторов транзисторов, с целью в последствии установки тока покоя выходных транзисторов.
Также должна быть предусмотрена возможность многократной перепайки подбираемых элементов - R5, VT1, VT2, VD11-VD12, С13, С16, С19, R26, R27, L1.
Диоды VD12-VD16 необходимо разместить в непосредственной близости к радиаторам выходных транзисторов.
Выходные КП следует разместить таким образом, чтобы длинна проводников была минимальна.
Требования к покрытиям.
Группа гальванических покрытий первая согласно ГОСТ 15150-69.
Категория лакокрасочных покрытий УХЛ 4.
Цвет корпуса стереоусилителя - черный.
2. Аналитическая компоновка стереоусилителя УМ55-101С
2.1 Выбор габаритов ПП и блока стереоусилителя
Для расчета параметров компоновки необходимо определить габаритные размеры элементов. Эти параметры приведены в таблице 1.
- для расчета объемов элементов ;
- для расчета площадей ;
- общий объем
;
- общая площадь
.
- количество элементов i-го типа; k - коэффициент заполнения для данного типа аппаратуры он равен 0,5.
Таблица 1. - Параметры ЭРЭ.
Блок питания |
|||||||
Тип ЭРЭ |
Количество |
Длинна, мм |
Ширина, мм |
Высота, мм |
,мм2 |
,мм3 |
|
К50-68-63В |
4 |
21 |
47 |
1283,1 |
97624,1 |
||
К50-68-16В |
4 |
10 |
18 |
234 |
8778 |
||
Д232А |
4 |
21,5 |
44,3 |
1238,1 |
96449,8 |
||
КД226А |
4 |
6,2 |
9,5 |
76,57 |
1719,9 |
||
Д814Д |
4 |
7 |
15 |
136,5 |
3461,8 |
||
С2-33Н-1 |
2 |
6,7 |
13 |
56,51 |
1431,4 |
||
Предусилитель |
|||||||
КР140УД1Б |
2 |
19,5 |
7,5 |
5 |
190,1 |
1096,8 |
|
С2-33Н-0,25 |
12 |
3 |
7 |
27,3 |
692,3 |
||
К73-16-50В |
10 |
11 |
0,8 |
32 |
11,44 |
422,4 |
|
К50-68-63В |
2 |
10 |
18 |
234 |
8478 |
||
Оконечный усилитель мощности |
|||||||
К50-20-16В |
2 |
19 |
29 |
716,3 |
49308,9 |
||
К50-20-50В |
4 |
19 |
29 |
716,3 |
49308,9 |
||
К50-20-6,3В |
2 |
26,5 |
36,5 |
1257,4 |
120727,3 |
||
К10-7В |
4 |
5 |
2 |
5 |
13 |
75 |
|
К73-16-50В |
2 |
5 |
0,6 |
18 |
3,9 |
81 |
|
С2-33Н-0,25 |
12 |
3 |
7 |
27,3 |
692,3 |
||
С2-33Н-0,5 |
14 |
4,2 |
10,2 |
56,2 |
2568,4 |
||
С2-33Н-1 |
4 |
6,7 |
13 |
113,2 |
2748,6 |
||
КД102Б |
12 |
2 |
3 |
7,8 |
56,52 |
||
КТ3102А |
4 |
5,2 |
4,2 |
5,2 |
28,9 |
113,5 |
|
КТ814Г |
4 |
2,6 |
7,8 |
11,1 |
26,3 |
337,6 |
|
КТ815Г |
2 |
2,6 |
7,8 |
11,1 |
26,3 |
337,6 |
|
Кат. индукт. |
2 |
5 |
10 |
65 |
1177,5 |
||
Пров. Рез. |
4 |
0,1 |
10 |
1,3 |
0,4 |
||
Элементы монтируемые вне ПП |
|||||||
ТПП-250 |
1 |
112 |
45 |
- |
846720 |
||
СП-IIIА(В) |
4 |
29 |
29 |
32 |
40368 |
||
ПТ73-1 |
1 |
20 |
26 |
15,5 |
12090 |
||
КТ818ГМ |
2 |
19,2 |
26 |
10,3 |
7712,6 |
||
КТ819ГМ |
2 |
19,2 |
26 |
10,3 |
- |
7712,6 |
|
Радиатор |
4 |
50 |
80 |
150 |
- |
мм 2(100?120 мм)
мм2(40?60 мм)
мм2(100?120 мм)
мм3см3
Габаритные размеры блока стереоусилителя будут определяться высотой ЭРЭ, площадью занимаемой ПП, и размерами теплоотводов.
Максимальная высота ЭРЭ не превышает 5 см, при этом высота одного теплоотвода равна 8см. Теплоотводы будут крепиться с задней панели стереоусилителя. На задней панели стереоусилителя необходимо разместить 4 теплоотвода следовательно возьмем высоту блока 16 см.
Также с задней панели стереоусилителя будут размещены входные и выходные гнезда и держатели предохранителя. Возьмем ширину блока, с учетом длинны двух радиаторов, 40 см.
Рисунок 11. - Габаритные размеры теплоотвода.
Наиболее целесообразное размещение элементов блока представлено на рисунке 2.
Рисунок 12. - Размещение ПП и сетевого трансформатора стереоусилителя в блоке.
Габаритные размеры и расположение органов управления стереоусилителя приведены на рисунке 3.
Рисунок 13. - Габаритные размеры и размещение органов управления стереоусилителя.
3. Разработка электрического монтажа
3.1 Разработка объемного монтажа
Объемный монтаж производить согласно электромонтажного чертежа УМ 468714.001 МЭ и таблице соединений проводов УМ 468714.001 ТБ.
Основные требования при разработке объемного монтажа это:
- минимальная длинна проводников питания и сигнальцих цепей;
- уменьшение взаимных наводок и помех между различными цепями;
- оптимальная прокладка проводников.
Так как изделие является низкочастотным, то специфических требований к матерьялу проводников и изготовлению жгутов не предъявляется.
Все цепи можно разделить на сигнальные и цепи питания. Токи протекающие по проводникам так же будут разными, поэтому необходимо использовать проводники с различным поперечным сечением.
Для увеличения гибкости необходимо применить многожильный провод, материал проводников - медь, она имеет гораздо большую прочность к истиранию, хорошо паяется, хорошо работает на изгиб.
Требования к изоляции проводников следующие:
- изоляция должна выдерживать напряжения пробоя до 90-100 В (питание оконечного усилителя состовляет ± 40 В);
- изоляция должна быть нагревостойка.
Из анализа требований к электрическому объемному монтажу можно сделать вывод что в стереоусилителе для объемного монтажа:
- сигнальных цепей можно применить провод марки МГШВ (провод многопроволочный с двойной изоляцией - оплеткой из искусственного шелка, и поливиниловой изоляцией).
- цепей питания применить провод марки МГШДО (многопроволочный, изолированный двойной изоляцией из искуственного шолка)
Из анализа технического задания следует, что:
- проводники питания ± 40 В, должны выдерживать ток до 12 А;
- проводники питания ± 30 В, должны выдерживать ток до 2 А;
- проводники соединяющие выходные гнезда и ОУМ, должны выдерживать ток до 6 А.
Следовательно можно применить проводники с сечениями:
- для сигнальных цепей МГШВ 0,35;
- для цепей питания ± 40 В МГШДО 2,5;
- для цепей питания ± 30 В МГШДО 0,5;
- для проводников соединяющих выходные гнезда и ОУМ МГШДО 1,5 соответственно. (см. расчет сечения проводников п.1.2.1.16.)
При изготовлении жгутов, обвязку производить шелковой нитью ГОСТ 1086-74, с шагом 20 - 30 мм.
3.2 Разработка печатного монтажа
Выбор степени сложности и группы жесткости ПП.
Условия эксплуатации РЭС определяют выбор группы жесткости. Внешние воздействия согласно ТЗ:
- температура окружающего воздуха от +10 до +40 ?С;
- относительная влажность 70 % при 20 ?С;
- атмосферное давление от 86 до 104 кПа.
Таблица 1. - Группы жесткости печатных плат.
Воздействующие факторы |
Группа жесткости |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
||
Температура окружающей среды, ОС |
+55- 25 |
+85- 40 |
+85- 60 |
+100- 60 |
|
Относительная влажность воздуха, %при температуре: до 35 ОСдо 40 ОС |
75- |
98- |
-98 |
-98 |
|
Атмосферное давление, мм рт cт |
760 (норм) |
400 |
400 |
5 |
|
Температурный диапазон, ОС: minmax |
- 40+ 55 |
- 60+ 85 |
-60+ 85 |
- 100 + 100 |
Этим условиям соответствует первая группа жесткости.
Выбор класса точности
Класс точности как одна из характеристик ПП определяет номинальные, минимальные, максимальные и точностные значения элементов печатного рисунка и параметров ПП.
В соответствии с Р МЭК 61192-1-2010, данной печатной плате со средней плотностью монтажа соответствует 3-й класс точности. Класс точности определяет в первую очередь минимально допустимые геометрические размеры элементов ПП. Для 3-го класса точности имеем:
- минимальная ширина проводника l = 0,25 мм;
Минимальное расстояние между прводниками S = 0,25 мм;
Минимальная ширина гарантийного пояска b = 0,1 мм;
Относительная толщина платы J = 0,33 мм;
Выбор материала основания
Материалы печатных плат выбирают по ОСТ 4.010.022-85. Исходя из требованиям предъявляемым к печатной плате и согласно ГОСТ 10316-78 выбираем стеклотекстолит односторонний фольгированый нагревостойкий СФ-1Н-1,5 ГОСТ 10316-78 который имеет следующие параметры:
а) толщина фольги 50 мкм;
б) толщина диэлектрика 1,5 мм;
в) частота электрического сигнала до 1 МГц;
г) диэлектрическая проницаемость 5,5-6,0 отн. ед.;
д) тангенс угла потерь 0,025 отн. ед.;
е) удельное поверхностное сопротивление изоляции 1010 Ом/квадрат;
ж) удельное объемное сопротивление изоляции 1011 Ом·м;
з) диапазон температур от -60 до +105 ?С;
и) относительная влажность 98% при температуре 40?С;
Выбор габаритов печатной платы
Выбор габаритов печатной платы будет уточнен после трассировки печатных проводников.
Расчет элементов печатного рисунка
Расчет диаметров отверстий
Диаметр монтажных отверстий должен быть больше диаметра вывода ЭРЭ на величину удовлетворяющую условиям пайки рассчитывается следующим образом:
dмонт=dвыв+|Дd|+r. (1)
где r = 0.4 мм - гарантированный зазор при автоматизированной сборке; Дd - предельное отклонение диаметра для данного класса точности.
В нашем случае е нас будет несколько различных диаметров монтажных отверстий.
Минимальный диаметр вывода равен 0.5 мм, а максимальный диаметр составляет 0.88 мм. Для третьего класса точности для отверстий до 1 мм, без металлизации Дd = 0,05. Подставляя значения получаем диаметры монтажных отверстий равные:
dмонт 1 = dвыв+|Дd|+r = 0,5+0,05+0,4 = 0,95 мм;
dмонт 2 = dвыв+|Дd|+r = 0,88+0,05+0,4 = 1.33 мм.
Округляя значения диаметров до значений из стандартного ряда получаем:
dмонт 1 = 1 мм;
dмонт 2 = 1.4 мм.
Диаметры крепежных отверстий согласно ГОСТ 25346-82 . При диаметре крепежного изделия dкр = 4 мм диаметр отверстия будет равен dотв = 4,2 мм , а диаметр резервной зоны 7 мм.
Выбор формы и размеров контактных площадок
Для нашей ПП выберем круглую контактную площадку - она имеет наилучшую растекаемость припоя. Вычислим минимальный эффективный диаметр контактной площадки:
Diэфф = 2·(b+dimax/2+Td+TD). (2)
где для третьего класса точности для ОПП, и размере ПП по большой стороне свыше 180 до 360 включительно b = 0.1 мм; dimax = 1,4 мм ; Td = 0,1 мм; TD = 0,2.
Diэфф = 2·(b+dimax/2+Td+TD) = 2·(0,1+1,4/2+0,1+0,2)=2.2 мм.
Минимальный эффективный диаметр контактной площадки Diэфф - это диаметр полученный при изготовлении с учетом подтрава проводящего слоя под защитной маской.
Расчет параметров проводников
В расчет параметров проводников входит расчет минимальной ширины печатных проводников из условий максимального протекающего по ним тока.
Выбрать ширину проводников можно несколькими способами, как вариант рассчитать исходя из толщины фольги, и максимально допустимой плотности тока протекающей по проводнику.
Так же можно определить ширину проводников по нагрузочным характеристикам по току. Рассчитаем ширину по обоим вариантам, и сравним полученные значения.
Рисунок 14. - Пояснение к расчету ширины печатных проводников.
Максимальная плотность тока, для горизонтально ориентированных печатных плат ограничена интервалом 120-150 А/мм2. Толщина фольги составляет 50 мкм, максимальный ток протекающий по цепям питания ОУМ составляет 6 А. Тогда получаем:
мм.
Сигнальные цепи можно разводить проводниками сминимально допустимой шириной равной 0,25 мм. Тогда максимальный ток протекающий по сигнальным цепям равен:
А.
Теперь рассчитаем ширину проводников по нагрузочным характеристикам по току:
Рисунок 15. - Нагрузочная характеристика проводников по току.
По графику ( Печатные платы: Справочник / Под редакцией К. Ф. Кумбза. Москва: Техносфера 2011. - 1016 с.) для значения силы тока в 6 А, и перегрева проводника относительно окружающей среды равного 10 0С, определяем значение поперечного сечения печатного проводника в mil2.
Сечение проводника равно - 200 mil2. В миллиметрах это 0,129 мм2. Отсюда ширина проводника равна -
мм.
Исходя из того что первый расчет не учитывает многих факторов, в том числе и перегрев проводника относительно окружающей среды ориентироваться надо на значение ширины проводника 2,5 мм.
Топологическое проектирование печатной платы.
Разработка топологии печатной платы ОУМ будет производиться в пакете САПР Altium Designer 9.3.
Производим автоматическую трассировку печатных проводников и получаем первичную топологию.
Рисунок 16. - Автоматическая трассировка одного канала блока-2.
После трассировки видно, что в принципе трассировка устраивает, но некоторые проводники можно укоротить. А самое главное не были разведены несколько проводников.
Поскольку изделие имеет два идентичных канала, то полностью печатную плату блока-2 можно получить копированием трассировки одного канала. Цепи питания доводим до второго канала. Добавляем перемычки в цепях коллекторов, и недорозведенных частях схемы. Укорачиваем проводники и получаем следующее.
Рисунок 17. - Окончательный вариант трассировки блока-2.
4. Разработка несущей конструкции и выбор материалов
Самый распространенный вариант конструкции который можно применить - коробочный тип конструкции изделия.
Основные детали изделия:
1. Основание.
2. Передняя панель
3. Задняя панель
4. Пруток.
5. Кожух.
Основание, переднюю панель, и заднюю панель необходимо изготовить из листового ударопрочного полистирола УПМ-0703Э-14, рец. 901, 1с., ГОСТ 28250-89.
Это освобождает от необходимости изоляции от корпуса радиодеталей и электронных блоков, а также обеспечивает меньшую массу конструкции.
Кожух можно выполнить из листовой стали 10кп ГОСТ 1050-74, это обеспечит жесткость конструкции, и ее ударопрочность, также ее легко будет изготовить гибкой, а вентелеционные отверстия в нем штамповкой.
Сборочный чертеж изделия УМ 468714.001 СБ. Используемые детали и материалы приведены в спецификации на изделие УМ 468714.001.
5. Тепловая модель изделия
Модель теплового режима представляет собой схему, в которой имеются источники тепла, пути и методы передачи тепла, приемники тепла.
В стереоусилителе основным источником тепла является выходной каскад на комплементарных транзисторах КТ818-КТ819ГМ ОУМ, а также силовой трансформатор ТТП-250.
Основными методами передачи тепла являются лучистый теплообмен, естественная конвекция под действием ламинарных потоков воздуха, а также за счет конвекции и непосредственного теплового контакта поверхностей.
Для создания тепловой модели применяются аналогии с электрической моделью, при этом учитываются тепловые проводимости. Тепловая модель представлена на теоретическом чертеже УМ 468714 ТЧ.
6. Расчет надежности
Для количественного выражения надежности объекта и для планирования эксплуатации используются специальные характеристики - показатели надежности. Они позволяют оценивать надежность объекта или его элементов в различных условиях и на разных этапах эксплуатации.
Для расчета применим коэффициентный метод, используя коэффициенты надежности компонентов
Таблица 2. - Расчет надежности изделия
Интенсивность отказов базового элемента |
1·10-5 1/ч |
||||||||
Коэффициент условий эксплуатации |
3 |
||||||||
Интенсивность отказов |
1·10-5 1/ч |
||||||||
Время работы |
11000 |
||||||||
Элемент изделия |
Конденсаторы |
Диоды |
Транзисторы |
Трансформаторы |
Микросхемы |
Катушки индуктивности |
Резисторы |
||
Число элементов |
38 |
32 |
14 |
1 |
2 |
2 |
52 |
||
Коэффициент надежности |
0,5 |
25 |
10 |
2 |
10 |
1 |
1 |
||
19 |
800 |
140 |
2 |
20 |
2 |
52 |
|||
Коэффициент нагрузки |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
||
Коэффициент электрической нагрузки |
0,6 |
0,2 |
0,6 |
0,85 |
0,85 |
0,7 |
0,75 |
||
Коэффициент температуры |
0,85 |
||||||||
Коэффициент нагрузки по мощности |
0,85 |
||||||||
Коэффициент использования |
1 |
||||||||
Результирующий Коэффициент надежности |
10,901 |
7650 |
1606,5 |
6,5025 |
325,125 |
2,6775 |
Интенсивность отказов базового элемента обычно берут и в теории и в практике интенсивность отказа резистора. Коэффициент условий эксплуатации для стационарной аппаратуры, размещенной в помещении, выберем равный 3.
Рассчитаем параметр ,
Рассчитаем наработку на отказ:
С вероятностью:
Литература
1. Сарафанов А. В., Трегубов С. И. Основы проектирования электронных средств: Техническое задание. Формирование и анализ: учеб. пособие. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 140 с.
2. Кузнецов А.С. Усилитель мощности с однополярным питанием и дифференциальным усилителем на входе. - М.: Радио №6, 1972. 40с.
3. Автоматизация проектирования РЭС. Моделирование тепловых режимов нетиповых конструкций РЭС: Методические указания для студентов всех специальностей и образовательных направлений, связанных с
проектированием электронных средств / Сост. А.В. Сарафанов. - Красноярск: КГТУ, 1998. - 84 с.
4. Конструирование РЭС. Проектирование деталей, изготовленных резанием и давлением: метод. указания к лабораторным работам для студентов 4-го курса специальностей 220500 «Проектирование и технология электронно-вычислительных средств» и 200800 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» / Т. Т. Ереско [и др.]. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001. 72 с.
5. Условные графические и буквенные обозначении электрорадиоэлементов. - Режим доступа: http://cxem.net/beginner/beginner9.php
6. Расчет надежности РЭА. - Режим доступа: http://tvskit.narod.ru/stati/stati21/stati21.html
7. Чип и Дип - электронные компоненты и приборы. Сеть профессиональных магазинов. - Режим доступа: http://www.chipdip.ru/
8. Программы для расчета акустических систем, регуляторов громкости, блоков питания. - Режим доступа: http://www.samodelka.ru/favorite_soft.php
9. Акустическая система Радиотехника S-90 и S-100. - Режим доступа: http://radi0tehnika.com/go/opisanie/s90d.html
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Назначение и принцип работы усилителя мощности звуковой частоты. Порядок проектирования мостового усилителя мощности звуковой частоты, составление его принципиальной электрической схемы и отладка ее модели. Произведение машинных расчетов и их анализ.
курсовая работа [73,0 K], добавлен 14.07.2009Особенности применения современных средств проектирования для анализа усилителя мощности звуковой частоты с малыми нелинейными искажениями. Анализ моделирования схемы усилителя мощности звуковой частоты для автомобильной звуковоспроизводящей аппаратуры.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.04.2010Определение назначения, анализ технических характеристик и описание принципиальной схемы усилителя мощности звуковой частоты. Выбор контрольных точек усилителя, расчет трансформатора и стабилизатора напряжения прибора. Алгоритм диагностики усилителя.
курсовая работа [127,5 K], добавлен 26.01.2014Общее представление о транзисторах. Обзор научной технической базы по бестрансформаторному усилителю мощности звуковых частот. Методика расчёта бестрансформаторного усилителя мощности. Особенности электрической принципиальной схемы спроектированного УМЗЧ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.05.2010Технологические требования к изготовлению усилителя мощности звуковой частоты. Планирование, организация, нормирование и оптимизация производственного процесса. Описание устройства прибора, разработка конструкторской и технологической схем сборки изделия.
курсовая работа [59,3 K], добавлен 10.01.2011Проектирование усилителя звуковой частоты, использование программы Micro-Cap 9 и пакета прикладных программ OrCad 9.2. Задачи схемотехнического уровня и конструкторского аспекта. Автоматизированные системы УЗЧ, результаты технического моделирования.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 07.05.2011Особенности моделирования схем усилителя низкой частоты на МДП-транзисторах в Multisim 8, проверка ее соответствия техническим характеристикам с помощью анализов пакета Multisim 8. Сравнительный анализ характеристик импортных и отечественных транзисторов.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 27.04.2010Общая характеристика электронных аналоговых устройств, их применение в областях науки и техники. Обзор схемотехнических решений построения усилителя звуковой частоты с бестрансформаторным оконечным каскадом. Расчет принципиальной схемы данного усилителя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.01.2014Описание компонентов системного блока. Анализ схемотехнических решений устройств для исследований работы промежуточного усилителя для звуковой карты. Разработка структурной и принципиальной схемы устройства, изготовление макета. Наладка усилителя.
дипломная работа [787,6 K], добавлен 29.12.2014Усилители мощности для увеличения высокой выходной мощности звуковых сигналов. Теоретические основы проектирования УМЗЧ. Разработка принципиальной схемы. Выходные параметры. Выходной каскад. Промежуточный каскад. Исследование УМЗЧ с помощью ЭВМ.
курсовая работа [215,6 K], добавлен 14.11.2008