Повна принципова схема ЕП складається після розробки принципових схем функціональних елементів (блоків) структурної схеми. Природно, приступаючи до розробки принципової схеми якого-небудь функціонального елементу, необхідно добре ознайомитися з наявними в літературі схемами цього елементу. Синтез схеми відбувається в процесі всебічного аналізу властивостей і параметрів описаних в літературі схем, з'ясування їх відповідності вимогам, що пред'являються, вибору найбільш відповідної цим вимогам схеми.
Елементи настройки можуть бути підбірними і підстроєчними. Перевагою настройки підбірним елементом є вища стабільність, менші маса, габарити і вартість підбірного елементу. Недоліки: велика тривалість настройки, необхідність заміни підборного елементу при заміні деяких інших ЕРЕ. Підборами звичайно бувають тільки резистори. Котушки індуктивності і конденсатори, як правило, підстроєчні. Діапазон зміни параметра елементу настройки невеликий, тому для підвищення точності настройки і виключення небажаних режимів він звичайно реалізується як поєднання підстроєчного елементу з постійним (рис. 3.24) нерегульованим.
Розрахунки погрішності настройки, меж зміни параметрів елементів настройки та інші при випадковому характері розподілу параметрів ЕРЕ і зовнішніх параметрів (напруги живлення, температура, вологість) проводять методами математичної статистики і зважаючи на їх складність в даний час виконують, як правило, на ЕОМ
Великий діапазон регулювання якого-небудь вихідного параметра (напруга, частота, тривалість імпульсів і т. п.), як правило, розбивають на декілька піддіапазонів. Перехід з одного піддіапазону в іншій проводять за допомогою перемикачів стрибком, а вибір значення параметра в межах піддіапазону здійснюють плавною настройкою. Стрибкоподібне перекриття ділянок діапазону здійснюють секціонуванням ЕРЕ (рис. 3.27). Розбиття на піддіапазони підвищує точність настройки (зменшується ціна ділення шкал, збільшується електрична роздільна здатність змінних дротяних резисторів, знижується чутливість змінних конденсаторів і ін.), здешевлює вузол регулювання (відпадає необхідність у високоточному чутливому верн'єрному пристрої), підвищує ККД пристрої (секціонування вторинної обмотки мереженого трансформатора ВІП з лінійним стабілізатором) і ін.
При розбитті на піддіапазони звичайно потрібно змінювати одночасно значення параметрів ряду ЕРЕ. Для цієї мети промисловість випускає блоки перемикачів, блоки змінних резисторів, блоки змінних конденсаторів, що мають єдиний для блоку орган управління. Органи управління регулювальними елементами виводять на лицьові панелі ЕЛ.
При виконанні курсового проекту слідує, якщо це необхідно, передбачити в принциповій схемі ЗУ елементи настройки і регулювання.
Приклад 3.7. Визначити, які елементи настройки повинен мати ВШ, принципова схема якого розроблена в прикладі 3.5 і в якому передбачений елемент регулювання вихідної напруги - К14 (рис. 3.22).
Для вирішення цього питання потрібно аналізувати ситуації, коли напруга на виході ВШ більше або менше заданого, а також роботу системи захисту.
Напруга на виході ВШ вище 12 В. Треба зменшити вихідну провідність складеного регулюючого транзистора (VТЗ – VТ6). Відкриваючи транзистор підсилювача УТ8 за допомогою змінного резистора К14, можна зменшити вхідний струм, а отже зменшити вихідну провідність регулюючого транзистора до необхідного значення при будь-якому поєднанні розкиду параметрів ЕРЕ. Підстроювання не потрібне.
Наприклад, для думки про підключення ЕА до промислової мережі змінного струму, електричної енергії, що має високу якість, достатній один біт інформації, що одержується від сигнальної лампи, горить - «Ввімкнено», не горить - «Вимкнено». Використання для цієї мети стрілочного приладу в даних умовах не виправдане, оскільки надмірна інформація від нього перенавантажує оператора, а менш наочна форма інформації збільшує час її переробки Але в інших умовах, наприклад при живленні ношеної ЕА від акумулятора, коли важливо мати дані про напругу акумулятора, доцільно застосувати стрілочний прилад, по якому можна судити і про включення ЕА, і про напругу живлення
Про лно і параметри ЕА оператор одержує інформацію тільки від елементів коотроло. тому їх надійність повинна бути вище надійності контрольованої ЕА. Вимова елементу контролю у ряді випадків робить неможливою експлуатацію ЕА. в інших випадках він може повести до важких наслідків. Наприклад, ЕА з сигнальною лампою, що відмовила, може бути прийнята за вимкнену, унаслідок чого у відсутність обслуговуючого персоналу можлива пожежа. У сучасній ЕА як сигнальні лампи часто застосовують високонадійні газорозрядні лампи і свгглодіоди.
4 Споживання енергії елементом контролю повинне бути мінімально необхідним для отримання сигналу необхідної інтенсивності. Тому, зокрема, небажано застосування сигнальних ламп, що включаються послідовно з гасівними резисторами.
Розвиток електроніки і ускладнення систем людина — машина привели до розробки нових типів елементів контролю, таких, як світлодіодні індикатори з перелаштовуємим кольором свічення, лінійні газорозрядні індикатори, вимірювальні щитові прилади з цифровою або лінійною світловою індикацією, електролюмінісцентні панелі та ін., що характеризуються великим об'ємом і високою якістю інформації при малому енергоспоживанні.
Елементи електричного захисту вводять в схему для запобігання виходу з ладу або загибелі ЕА при відхиленні значень зовнішніх параметрів (напруга живлення, чпр навантаження і ін.) від допустимих
2. Доповнення принципової схемі елементами керування, контролю.
У схемах багатьох ЕП передбачають елементи (резистори, конденсатори, котушки індуктивності), значення параметрів яких можуть бути змінені в процесі виробництва ЕА, її експлуатації або ремонту з метою встановлення необхідного значення одного або декількох вихідних параметрів пристрою, а також окремих функціональних його частин.
ЕРЕ, значення параметрів яких міняють в процесі виробництва або ремонту, називають елементами настройки. Елементи, значення параметрів яких міняють при експлуатації, називають регулювальними.
Елементи настройки вводять в схему, коли пред'являються жорсткі вимоги до допусків на вихідні параметри функціональних елементів (фільтри, підсилювачі, генератори і т. д.), а реалізація цих вимог без настройки може привести до економічно невигідних або технічно важко здійснимих розрахункових значень допусків на параметри ЕРЕ.
Якщо, наприклад, підсилювач, схема якого показана на рис. 3.23, виготовляти без елементу настройки, то через розкид параметрів ЕРЕ буде вельми мала вірогідність реалізації статичного режиму, при якому Ііових = 0. Застосування точніших резисторів дозволяє понизити розкид вихідної напруги, але ПОВНІСТЮ усунути його неможливо із-за розкиду параметрів транзисторів (транзистора УТ 1), оскільки підбір транзисторів у виробництві не допускається.
Зміна значення параметра будь-якого ЕРЕ впливає хоч би на один з вихідних параметрів пристрою, інакше такої ЕРЕ не потрібен і його можна з схеми видалити. Ступінь впливу зміни параметра і-го елементу де,- на деякий вихідний параметр у прийнято оцінювати за допомогою чутливості [2], яка визначається як приватна похідна.
При достатньо малому відхиленні А Хі від розрахункового значення де,- зміна вихідного параметра А у, визначається лінійним виразом.
Як елемент настройки бажано вибирати елемент схеми, зміна параметра якого найсильніше впливає на вихідний параметр, що настроюється, але мало впливає на інші вихідні параметри. Дотримання даного принципу дозволяє мінімізувати число елементів настройки і реалізувати роздільну настройку вихідних параметрів.
У даному підсилювачі (рис. 3.23) елементом настройки повинен бути один з резисторів першого каскаду, оскільки чутливість вихідної напруги до зміни їх опорів найбільш висока. Використання резисторів К.кі або Язі як елемент настройки небажано, оскільки це впливає на коефіцієнт посилення напруги К1=Якл/Коі, а отже, і на смугу пропускання підсилювача. Для настройки використовується один з резисторів вхідного дільника. Чутливість напруги зсуву Ее на базі транзистора У77 вище (при Кі>1) до зміни опору нижнього резистора дільника, тому для настройки підсилювача вибраний нижній резистор дільника.
Д/з: Вивчити теоретичний матеріал
Лекція 6
Тема: Розрахунок параметрів елементів схеми.
План
1. Вимоги до точності розрахунків.
2. Перелік елементів принципової схеми
3. Основне завдання розрахунку
4 .Розрахунок електронних схем
Література:
1. Воробьев Н.И. Проектирование злектронньїх устройств. - М.: Вьісшая школа, 1989.-
с. 70-79
Після вивчення теоретичного матеріалу за даною темою студенти повинні:
Знати вимоги до точності розрахунків та послідовність розрахунку;
Вміти виконувати розрахунки принципових схем.
1. Вимоги до точності розрахунків.
Розрахункові формули, що одержуються в результаті аналізу спрощеної ММС ЕП, виявляються наближеними, точність їх різна і залежить від характеру і кількості спрощень.
Оскільки точне значення визначаємої по формулі величини невідомо, похибку оцінюють, зіставляючи результати розрахунку і експерименту. Різниця в 1-5 % звичайно сприймається як свідоціво доброї ММС. Іноді, наприклад, при розрахунку втрат в магштопроводах, значень паразитних місткостей, індуктівностей, вважається прийнятною погрішність в 20 % і більш.
Проводячи розрахунки по наближених формулах, слід дотримувати правила наближених обчислень. Завжди необхідно пам'ятати про ту точність, яку потрібно або яку можна одержати. Абсолютно неприпустимо вести обчислення з великою точністю, якщо дані завдання не дозволяють або не вимагають цього.
Для визначення точності, з якою слід одержувати дані, необхідно знати погрішності, що вносяться наближеними розрахунковими формулами. У технічній літературі, що містить методи розрахунку ЕС, погрішності формул не указують. Це пов'язано з тим, що, з одного боку, точні значення величин, що розраховуються, невідомі і тому визначити аналітично похибці неможливо, а значення даних, що даються цими формулами (інших немає), найбільш близькі до точних. З іншого боку, дані розрахунку є початковими для макетування (або для аналізу і оптимізації на ЕОМ при автоматизованому проектуванні) і уточнюються експериментально на цій завершуючій стадії розробки ЗУ. Наявність стадії макетування дає вагомі підстави вважати, що точність розрахункових формул в середньому помітно нижче 1 %.
1.Необхідний запас вихідної напруги. Якщо розрахунок вести на задані 12В, то із-за розкиду параметрів ЗРЗ (мережевий трансформатор, дросель, могутні транзистори) при мінімальній напрузі мережі якась частина виготовлених ВІП не дасть необхідної напруги. Невиправдано великий запас збільшить номінальну потужність мережевого трансформатора, потужність, що розсіюється на регулюючому транзисторі, і у результаті понизить КПД, погіршить массогабарітниє показники і збільшить вартість ВІП. Проте при цьому підвищиться надійність, а отже, якість ВІП. Приймається 15 %-ньій запас, тоді Ших= 14 В.
2. Запас стабільності вихідної напруги приймається рівним 20 %, чому відповідають граничні відхилення вихідної напруги 0,4 %. Встановлення даного запасу зажадає застосування транзисторів з вищим коефіцієнтом передачі струму.
3. Максимальний струм навантаження приймається 6А, тобто з 20 %-вим запасом. Введення цього запасу зажадає в основному збільшення площі тепловідводу потужних транзисторів.
2 Перелік елементів принципової схеми
Дані про елементи принципової схеми, одержані в результаті електричного розрахунку і вибору тіпономіналов елементів, записують в перелік елементів. Перелік виконують у вигляді таблиці (рисунок 1) або на листі ватману із зображенням повної принципової схеми, або на листах формату А4 самостійним документом, який поміщають в записку, пояснення.
Зв'язок переліку з умовними графічними позначеннями елементів на схемі здійснюється через позиційні позначення елементів.
3. Основне завдання розрахунку
Основним завданням розрахунку є визначення значень електричних параметрів компонентів принципової схеми, що забезпечують її ефективну оптимізацію надалі. Таким чином, електричний розрахунок дає значення параметрів ЕРЕ, які на стадії оптимізації ЕС будуть уточнені.
Завдання розрахунку вважають вирішеною, якщо визначені номінальні значення параметрів всіх пасивних ЕРЕ, значення параметрів компонентів схем заміщення активних ЕРЕ, визначені типи ЕРЕ при значеннях вихідних параметрів, що гарантують працездатність ЕА у випадкових умовах її виробництва і експлуатації.
Рішення даної задачі далеко не єдине. Для будь-якої ЕС існує деяка безліч підмножин значень параметрів компонентів, що задовольняє технічні вимоги, що пред'являються до неї (ТТ). Множинність рішення витікає з тієї обставини, що параметри всіх компонентів входять в рівняння рівноваги - рівняння Кирхгофа - і варіації значень параметрів одних компонентів можуть бути компенсовані варіаціями значень параметрів інших компонентів при незмінних значеннях одних і змінних в допустимих межах значеннях інших вихідних параметрів. Звідси слідує також, що варіація значення параметра будь-якого компоненту схеми х в тій чи іншій мірі впливає на значення її вихідних параметрів у. Іншими словами, кожен вихідний параметр у(х) є функцією параметрів компонентів, створюючих вектор х. У окремих випадках у вектор X входять не всі параметри компонентів, а лише ті, значення яких можуть змінюватися. Такі параметри називають керованими. Наприклад, часто до керованих параметрів відносять тільки параметри пасивних компонентів, оскільки типи активних компонентів вибрані наперед.
Серед безлічі варіантів, що задовольняють ТТ, є деякий варіант, що найбільш задовольняє приватним критеріям оптимальності. Як відшукати цей варіант? Єдиний спосіб відшукання оптимального варіанту полягає в тому, щоб, розрахувавши один варіант і знаючи фізичний принцип дії ЗС, визначити керований параметр, зміна значення якого сприятливо відіб'ється на якості ЗС, і, задавши нове значення цьому параметру, розрахувати другий варіант.
4. Розрахунок електронних схем
Електричні розрахунки схем функціональних елементів в курсовому проекті виділяють у вигляді самостійних параграфів, які забезпечують короткими конкретними заголовками, що виносяться в зміст.
Після заголовка формулюють завдання розрахунку з вказівкою, що саме потрібно визначити при розрахунку. Перелік завдань розрахунку повинен бути конкретним, але узагальненим. Далі наводять початкові для розрахунку дані, причому, якщо яка-небудь величина з'являється в розрахунках вперше, дають її найменування. Ця вимога розповсюджується також на всі величини, що з'являються в процесі розрахунку.
Обов'язково повинна бути показана (ГОСТ 2.106-68) принципова електрична схема функціонального елементу, що розраховується. Позначення ЕРЕ встановлюють для кожної схеми незалежно з урахуванням місця їх знаходження в схемі (наприклад, Кк - резистор в ланцюзі колектора, Сб - конденсатор в ланцюзі бази транзистора і т. п.) або виконуваних функцій (наприклад, Корг - обмежувальний резистор, Сф - конденсатор фільтру і т.п.).
Принципову схему або її фрагменти допускається викреслювати в довільному масштабі, що забезпечує чітке уявлення про ланцюг, що розраховується.
Розрахунок приводять повністю. Окрім розрахункових формул повинні бути представлені використані при розрахунку характеристики напівпровідникових приладів і інші діаграми. Не слід приводити громіздкі таблиці, з яких запозичені дані, складні номограми, а також різного виду діаграми і таблиці загального застосування з математичних і електротехнічних довідників. У подібних випадках у відповідних місцях тексту повинні бути зроблені посилання на джерела запозичення.
Розрахунок рекомендується закінчувати складанням таблиць довільної форми, в яких наводяться вичерпні дані для резисторів і конденсаторів схеми. Для резисторів такими даними є: розрахунковий опір і розрахункова потужність розсіяння, тип резистора, номінальний опір, відхилення, що допускається, від номінального значення (у відсотках), номінальна потужність розсіяння. Для конденсаторів необхідно указувати:' розрахункову місткість, максимальну робочу напругу (з урахуванням аварійних режимів ланцюга), тип конденсатора, номінальну місткість, відхилення місткості, що допускаються, від номінального значення, номінальну робочу напругу.
Надалі відомості з цих таблиць будуть використані при розробці таблиці з переліком елементів повної принципової схеми.
Д/з: Вивчити теоретичний матеріал.
Лекція 7
Тема: Розрахунок електронних схем
План
1. Основні відомості.
Література:
1. Література:
Воробьев Н.И. Проектирование злектронньїх устройств. - М.: Вьісшая школа, 1989.- с.79-80
1. Основні відомості.
Электрические расчеты схем функциональных элементов в курсовом проекте выделяют в виде самостоятельных параграфов, которые снабжают краткими конкретными заголовками, выносимыми в оглавление.
После заголовка формулируют задачи расчета с указанием, что именно требуется определить при расчете. Перечисление задач расчета должно быть конкретным, но обобщенным. Далее приводят исходные для расчета данные, причем, если какая-либо величина появляется в расчетах впервые, дают ее наименование. Это требование распространяется также на все величины, появляющиеся в процессе расчета (см. § 6.6).
Обязательно должна быть показана (ГОСТ 2.106—■ 68) принципиальная электрическая схема рассчитываемого функционального элемента. Обозначения ЭРЭ устанавливают для каждой схемы независимо с учетом места их нахождения в схеме (например, Як — резистор в цепи коллектора, СБ — конденсатор в цепи базы транзистора и т. п.) или выполняемых функций (например, Я„гр — ограничительный резистор, Сф — конденсатор фильтра и т.п.). Принципиальную схему или ее фрагменты допускается вычерчивать в произвольном масштабе, обеспечивающем четкое представление о рассчитываемой цепи.
Расчет приводят полностью. Кроме расчетных формул должны быть представлены использованные при расчете характеристики полупроводниковых приборов и другие диаграммы. Не следует приводить громоздкие таблицы, из которых заимствованы данные, сложные номограммы, а также различного вида диаграммы и таблицы общего применения из математических и электротехнических справочников. В подобных случаях в соответствующих местах текста должны быть сделаны ссылки на источники заимствования.
Расчет рекомендуется заканчивать составлением таблиц произвольной формы, в которых приводятся исчерпывающие данные для резисторов и конденсаторов схемы. Для резисторов такими данными являются: расчетное сопротивление и расчетная мощность рассеяния, тип резистора, номинальное сопротивление, допускаемое отклонение от номинального значения (в процентах), номинальная мощность рассеяния. Для конденсаторов необходимо указывать: расчетную емкость, максимальное рабочее напряжение (с учетом аварийных режимов цепи), тип конденсатора, номинальную емкость, допускаемые отклонения емкости от номинального значения, номинальное рабочее напряжение. В дальнейшем сведения из этих таблиц будут использованы при разработке таблицы с перечнем элементов полной принципиальной схемы
Д/з: Вивчити теоретичний матеріал.
Лекція 9
Тема: Особливості розрахунку радіо передавальних та радіоприймальних пристроїв.
План
1. Розрахунок основних параметрів ПП.
2. Особливості розрахунку режиму ГСЗ.
Література:
1. Атаманцева Ф.С, Радиопередающие устройства – М.: Радио и связь, 1991. - с.53-58.
Після вивчення теоретичного матеріалу за даною темою студенти повинні:
Знати основні параметри підсилювача потужності, методику розрахунку, методику розрахунку режиму, вимоги до розрахунку;
Вміти виконувати розрахунок параметрів, розраховувати конкретні розрахунки.
1. Загальні положення.
Під стійкою роботою ГЗЗ приймають його здібність зберігати в заданих границях основні технічні характеристики при зміні в допустимих границях живлячих напруг, старінні радіоелементів, впливу неблагополучних факторів в процесі експлуатації. Найбільш вірогідні причини нестійкої роботи:
- порушення контактів в колі живлення та РЧ;
- електричні пробої в елементах,
- «коронні розряди»;
- паразитне самозбудження через електромагнітні або електричні зв’язки вихідних та вхідних кіл ГЗЗ.
При нестійкій роботі окремих каскадів радіопередавача можливі слідуючи явища: на виході каскаду з’являються значні напруги РЧ при відсутності збудження на вході, мають місце значні скачки потужності в узгодженні вхідної напруги; в спектрі вихідного коливання з’являються компоненти, які не співпадають по частоті с гармоніками вхідного сигналу; через електронні пристрої та інші кола проходять струми, значно перевищуючи розрахункові їх значення, тощо. Перелічені явища створюють випромінювання перешкод та завад сигналів, приводять до виходу зі строю окремих елементів та вузлів, знижують вихідну потужність передавача.
На стійку роботу ГЗЗ здійснює найбільш сильний вплив між електродна ємність Св.у., електрично зв’язуюче вхідне та вихідне кола генератора та утворююче додаткове коло зворотнього зв’язку.
Одна з основних вимог, пред’являємих до ГЗЗ, - забезпечити підсилення потужності РЧ коливань. Коефіцієнт підсилення по потужності Кр = Рвих/Рвх, де Рвих = Р~hн.с. = 0,5U2вmhн.с./Rн.с.; Рвх = 0,5U2уm/Rвх. Якщо не враховувати обмеження, які накладають дією різних зворотних зв’язків, то підсилення, яке може забезпечити ЕП, характеризується коефіцієнтом свого підсилення по потужності КРс = Рвих/(Ру~ + РLC) = Рвих/ 0,5U2уm/Rвх.с. Після підстановки Rвх.с отримаємо КРс = КUbhH.C./(1 + bw2рLнСвх.д.). Аналіз цієї формули для КРс показує, що своє підсилення каскаду по потужності визначається вхідним опором, обмежується впливом індуктивності виводу та міжелектродних ємностей ЕП.
1.1 Приклад розрахунку стійкого коефіцієнту підсилення.
Приклад розрахунку стійкого коефіцієнту підсилення по потужності в схемі з загальним вихідним електродом (ЗВЕ) на ГЛ.
1. Каскад РПДП потужністю 100 кВт працює в діапазоні робочих частот 0,3…1,2 МГц. Виберіть тип ЕП, визначте потужність, необхідну для збудження даного каскаду.
Розв’язок. Враховуючи значну потужність каскаду передавача, обираємо резонансну навантажну систему, що дозволить використовувати режим роботи з відсічкою, тобто отримати високий електронний ККД. Обираємо значення кута відсічки q = 75о та з додатку 14 відвідні йому g1 = 0,337, a1 = 0,445, cos q = 0,259. З даних додатку 15 обираємо значення ККД резонансної НС для діапазону робочих хвиль та потужності hн.с = 0,93. Приймемо вірогідний фактор самозбудження Вф.с. = 0,05.
2. Коливальна потужність, яку повинен забезпечити ЕП в НС, Р~ = Рн.с. = Рвих/hн.с = 107,5 кВт.
3. По даним додатку 6 обираємо ламповий тріод ГК-10А та виписуємо його дані: Р~q = 90 ³ Р та 0,1fмакс £ fp £ 0,6fмакс, fмакс = 2МГц, що задовольняє умовам додатку 2. Виписуємо параметри ЕП: Еа.ном. = 10кВ, іа.пред. = 80 А, Rі = 224 Ом, S = 0,165 см, іс.пред. = 16 А, Са.с. = 130пФ, Сс.к. = 300пФ.
4. Приймемо критичний режим роботи ев0 = 1000 В, для забезпечення більшої електричної кріпості знизимо анодну напругу на 10%, тобто Еа = 9кВ.
5. Амплітуда коливальної напруги на аноді Uн.с. = Ев - ев.мін. = 8 кВ.
6. Максимальне значення імпульсу анодного струму (розмах) ів.макс. = 2Р~/a1Uв.m. = 59 А.
7. Необхідний опір навантаження ЕП в КР Rтреб = U2в.m/2Р~ = 297,7 Ом Приймаємо Rн.с. = Rтреб = 297,7 Ом
8. Коефіцієнт приведення Ri i Rн.с. А = 1 + g1Rн.с./ Ri = 1,45.
9. Коефіцієнт підсилення по напрузі КU = Sg1 Rн.с./ Ri = 11,4
10. Коефіцієнт стійкого підсилення по потужності
Кр.у.£0,318Вф.с.KUA´N - 1hн.с./fрСа.с.Rн.с. = 3,6, де A´N – 1 приблизно приймаємо за одиницю.
11. Приблизне значення коефіцієнту підсилення по струму b´ = kbіа.пред/іс.пред.= = 13.
12. Вхідна динамічна ємність Свх.д.= Сс.к + Са.с (1 + КU) = 5332 пФ.
13. Коефіцієнт власного підсилення Кр.с = 137,8
14. Вихідна потужність збуджуючого каскаду та опір шунтуючого резистора
Рвих N-1 = Pвих N/Кр. у. = 30,6 кВт; Rш = 10 Ом.
2. Особливості розрахунку режиму ГСЗ..
Збуджувач – найбільш складний вузол радіопередавального пристрою. Його основні функції – створювати автоколивання в заданому по технічним рівням діапазоні радіочастот та формувати необхідні види робіт (класи випромінювання).
Головна вимога, яка пред’являється до збуджувача, - забезпечення \стабільність частоти, яка випромінюється передавачем, в співвідношенні з нормами, визначеними Міжнародним Консультаційним Комітетом по радіозв’язку та радіомовленню (МККР). Значення допустимих відхилень частоти пред’явлені в додатку 5. Основа будь-якого збуджувача – автогенератор (АГ) – перетворювач енергії джерела живлення в енергію РЧ коливань без зовнішнього збудження.
При параметричній стабілізації з використанням герметизації для усунення впливу на частоту АГ зовнішніх факторів стає можливим зменшення відносної нестабільності до значень 5 х 10-4….5 х 10-5. Такі АГ можна використовувати тільки в передавачах низового радіозв’язку. Подальше підвищення стабільності можливе при використанні кварцової стабілізації частоти АГ.
Одиночні кварцові АГ можна застосовувати тільки в збуджувача РПДУ, технічні умови яких передбачають роботу на одній або деяких фіксованих частотах. В цьому випадку передавач має один або декілька змінних збуджувачем, які називають «кварцохвилями». К таким передавачам відносять радіомовні, а також зв’язкові, працюючі в діапазонах ЗВЧ, УВЧ, СВЧ. Так як забезпечити високу стабільність частоти простіше при використанні АГ незначної потужності, то в склад збуджувача «кварцохвиля» окрім стабілізованого АГГ може входити буферний каскад, помножувач, підсилювач потужності. Потужність на виході такого збуджувача, як правило, одиниці або десятки ват. Структурна схема збуджувача «кварцохвиля» приведена на рис.10.1.
Передавачі радіозв’язку ВЧ діапазону (3…30 МГц) в зв’язку з особливостями поширення та проходження сигналів цих частот працюють з частим переходом на іншу частоту, тому тут застосовують діапазоні збуджувачі, які мають в складі синтезаторів частоти СЧ. Спрощена структурна схема збуджувача дана на рис.10.2. Такі збуджувачі перекривають плавно або дискретно робочий діапазон РПДП. В їх склад входять формувачі видів робот ФВР.
В збуджувача передавачів радіозв’язку та радіомовлення кварцовий резонатор включають або контур АГ замість контурної індуктивності, або в коло зворотнього зв’язку, або в мостових схемах з нейтралізацією ємності кварцеутримувача та використанням гармонік кварцу.
Застосування системи подвійного термостатування, електронній стабілізації живлючих напруг в сукупності з пониженням потужності АГ та діючих на кварц напруг, зменшуючих старіння кварцу, дало можливість створити високостабільні кварцові генератори (КАГ). В сучасних збуджувачах від єдиного КАГ в результаті серії перетворень отримують коливання, які перекривають по частоті значний діапазон з кроком на 10 або 100 Гц.
Д/з:
Вивчити теоретичний матеріал.
Лекція 10
Тема: Конструкторське проектування
План
1.Основні терміни і визначення.
2.Основні вимоги до розробки печатних плат
Література:
1 Воробьёв Н.И. Проектирование электронных схем. -М.: Высшая школа, 1989. -с.130-141;
Після вивчення і опрацювання теоретичного матеріалу студенти повинні знати основні терміни і визначення, основні вимоги до розробки печатних плат. Вміти виконувати компоновку і трасіровку печатних плат.
1 Основні терміни і визначення
Печатна плата (ПП) — пластина з електроізоляційного матеріалу звичайно прямокутної форми, вживана в ЭА як основа для установки і механічного закріплення навесних ЕРЕ, мікрозборок МСБ і ін., а також для їх електричного з'єднання між собою за допомогою печатного монтажу.
Застосування печатного монтажу у виробництві ЕА забезпечує:
ідентичність параметрів монтажу;
високу щільність розміщення навісних елементів;
можливість автоматизації монтажних, складальних і контрольно- регулювальних процесів.
Найширше ПП виготовляють з фольгованого діелектрика — листового склотекстоліту або гетинаксу, на одну або обидві поверхні якого наклеєна мідна фольга. В процесі обробки на пластині фольгованого діелектрика створюють монтажні, кріпильні отвори і провідний малюнок (на одній або обох сторонах).
Відповідно до вимоги п. «б» зображення внутрішньої структури мікросхеми А і замінене зображенням її контактної групи. Відповідно до п. «в» зображення резисторів Яб і підняті вгору і повернені, що дозволило виключити два перетини. Вивчення габаритних креслень інших елементів показало, що їх розміщення не додасть перетинів на схемі.
Таким чином, при реконфігурації схеми усунено два уявних і виявлено два реальні перетини, які не були показані на початковій схемі (перетин виводу 4 мікросхеми Аі з виводами 5, 6).
Після виконання п. «г», «д» схема набуває завершеного вигляду: лінії зовнішніх зв'язків згруповані, всі перетини усунені. Шість друкарських провідників на ПП будуть прокладені між виводами резисторів, один — між виводами конденсатора, два — під мікросхемою з використанням вільного виводу 7, один — під транзистором Т4.
В результаті реконфігурації схеми встановлено, що підсилювач можна змонтувати на односторонній ПП. Розроблена схема дозволяє без особливих ускладнень розмістити ЕРЕ на платі і з'єднати їх друкованим монтажем.
2. Установка навісних елементів на печатну плату
Навісний елемент на ПП необхідно розташовувати так, щоб центри монтажних отворів для його виводів (для груп його виводів), якщо це можливо, були б у вузлах координатної сітки, розташованих на одній з координатних ліній, паралельних і взаємно перпендикулярних координатних лініях.
Перед установкою на ПП гнучкі виводи ЕРЕ формують, тобто за допомогою технологічного оснащення їх згинають так, щоб форма виводів відповідала способу установки ЕРЕ. Мінімальна відстань від корпусу ЕРЕ до місця вигину, а також до місця паяння звичайно вказано в ГОСТІ або ТУ на ЕРЕ. За відсутності таких вказівок відстань від корпусу ЕРЕ до осі зігнутого виводу повинна бути не менше 2,0 мм, а до місця пайки— не менше 2,5 мм.
Спосіб установки ЕРЕ на платі визначається рядом чинників: щільністю монтажу, матеріалом корпусу, масою ЕРЕ і кількістю його виводів, типом плати і умовами експлуатації. Основні способи установки ЕРЕ з двома виводами без додаткового механічного кріплення їх до плати показані на рис.6. При установці ЕРЕ відстані між ними не повинні бути менше за допустимих (рис. 7).
Малопотужні транзистори з дротяними виводами на ПП встановлюють одним з трьох способів (рис. 8). При установці транзистора за способом а) або б) центри монтажних отворів для його виводів звичайно розташовують в суміжних вузлах координатної сітки з кроком 2,5 мм. При установці транзистора за способом в) розташування монтажних отворів залежить від діаметру його корпусу (рис.9).
Для монтажу IMC середнього і високого ступеня інтеграції (СІС, ВІС, СБІС) застосовують багатошарові печатні плати МПП, яка є поки єдиним способом, що забезпечує щільність монтажу, адекватну ІМС.
Подальші терміни і визначення відповідають ГОСТ 20406—75.
Печатний монтаж — спосіб монтажу, при якому електричне з'єднання елементів електронного вузла виконане за допомогою печатних провідників.
Печатний вузол — ПП з приєднаними до неї електричними і механічними елементами і (або) іншою друкарською платою і з виконаними всіма процесами обробки (пайка, покриття і т. д.).
Печатний провідник — одна провідна смужка або площадка в провідному малюнку.
Провідний малюнок — малюнок ПП, утворений провідниковим матеріалом.
Контактна площадка — частина провідного малюнка, використовувана для з'єднання або для під'єднування елементів ЕА.
Одностороння ПП — ПП, що має одну основу, на одній стороні якої виконаний провідний малюнок.
Двостороння ПП — ПП, що має одну основу, на обох сторонах якої виконані провідні малюнки і всі необхідні з'єднання.
Сторона монтажу ПП — сторона ПП, на якій встановлюються більшість навісних елементів.
Сторона паяння 1111 — сторона ПП, на якій проводиться паяння виведень більшості навісних елементів.
Перемичка ПП — відрізок провідникового матеріалу, що не входить в малюнок 1111 і забезпечує електричне з'єднання між двома точками провідного малюнка на одній стороні ПП (встановлюється при неможливості виконати з'єднання друкарським провідником).
Монтажний отвір ПП — отвір, використовуваний для з'єднання виводів навесних елементів з ПП, а також для будь-якого електричного приєднання до провідного малюнка.
Металізований отвір ПП — отвір ПП з обложеним на стінках провідниковим матеріалом.
Кріпильний отвір ПП — отвір, використовуваний для механічного кріплення ПП на шасі або для механічного кріплення елементів до ПП (наприклад, змінних резисторів, електричних з'єднань і ін.).
Координатна сітка — сітка, що визначає положення елементів малюнка ПП в прямокутній або полярній системі координат.
Д/з: Вивчити теоретичний матеріал.
Лекція 11
Тема: Правила виконання печатних плат.
План
1. Основні вимоги до розробки печатних плат
2. Конструювання печатної плати.
Література:
Воробьёв Н.И. Проектирование электронных схем. -М.: Высшая школа, 1989. –с. 180-182.
Після вивчення і опрацювання теоретичного матеріалу студенти повинні знати основні терміни і визначення, основні вимоги до розробки печатних плат. Вміти виконувати креслення печатних плат.
