1.4 Аналіз елементної бази
Далі будуть розглянуті електричні і конструктивні параметри, а так само допустимі умови експлуатації застосовуваних у конструкції ТЕЗ елементів. Порівняння їх з умовами експлуатації (розділ 1.3) дозволить зробити висновок про можливість застосування саме цих варіантів конструкції ЕРЕ та їх типів. До складу розроблюваного пристрою входять такі елементи: конденсатори, резистори, термістори, мікросхеми, дросель, діоди, транзистори, вилки, стабілітрони, звуковий випромінювач і резонатор.
Далі будуть розглянуті електричні і конструктивні параметри, а так само допустимі умови експлуатації застосовуваних у конструкції ТЕЗ елементів.
Електричні та експлуатаційні параметри зведені в таблиці.
Конденсатори MKT 370-63 та MKP 380 - 100.
Рисунок 1.3 - Конденсатори MKT 370-63 та MKP 380 - 100
Таблиця 1.3 - Геометричні розміри конденсаторів MKT 370-63 та MKP 380 - 100
w, мм |
h, мм |
I, мм |
P, мм |
lt, мм |
dt, мм |
||
MKT 370-63 |
3.5 |
8 |
7.2 |
5.08 |
18.5 |
0.7 |
|
MKP 380-100 |
4.5 |
9 |
7.2 |
5.08 |
18.5 |
0.7 |
Таблиця 1.4 - Технічні характеристики конденсаторів MKT 370-63 та MKP 380 - 100
MKT 370-63 |
MKP 380-100 |
||
Матеріал конденсатора |
поліестрова плівка |
поліпропілєновий |
|
Номінальна напруга, В |
63 |
100 |
|
Номінальна ємність, мкФ |
0.47 |
0.47 |
|
Допуск номінальної ємності,% |
10 |
5 |
|
Діапазон робочої температури, С |
85-105 |
85-105 |
Конденсатор VJ1206.
Рисунок 1.4 - Конденсатор VJ1206
Таблиця 1.5 - Геометричні розміри конденсатора VJ1206
L, мм |
W, мм |
Tmax, мм |
MB, мм |
||
VJ1206 |
0.126 |
0.063 |
0.075 |
0.020 |
Таблиця 1.6 - Технічні характеристики конденсатора VJ1206
VJ1206 X7R |
VJ1206 C0G |
||
Діапазон робочих ємностей |
100 пФ...0,27мкФ |
0,5пФ...0,039мкФ |
|
Діапазон робочих напруг, В |
250...1000 |
10...100 |
|
Діапазон робочої температури, °C |
55...125 |
55...125 |
|
Температурний коефіцієнт ємності |
менее 15% |
менее 15% |
|
Коефіцієнт розсіювання (при 1кГц) |
не более 2,5% |
не более 2,5% |
|
Швидкість старіння за декаду |
1% |
1% |
Конденсатори B45196 та B45197
Рисунок 1.5 - Конденсатори B45196 та B45197
Таблиця 1.7 - Геометричні розміри конденсаторів B45196 та B45197
L |
W |
T |
B |
A |
||
B45196 |
7.3 |
4.3 |
2.8 |
2.8 |
1.1 |
|
B45197 |
7.3 |
4.3 |
2.8 |
2.4 |
1.3 |
Таблиця 1.8 - Технічні характеристики.
B45196 |
B45197 |
||
Робоча напруга |
10 В |
25 В |
|
Номінальна ємність |
47 мкФ |
33 мкФ |
|
Допуск номінальної ємності |
20% |
20% |
|
Робоча температура |
-55...85 С |
-55...85 С |
|
Виводи/корпус |
SMD D |
SMD D |
Конденсатор FC A-100
Рисунок 1.6 - Конденсатор FC A
Таблиця 1.9 - Геометричні розміри конденсатора FC A
D, мм |
d, мм |
F, мм |
|
8 |
0.6 |
3.5 |
Таблиця 1.10 - Технічні характеристики конденсатора FC A
FC A-100B-100 |
FC A-10B-4700 |
FC A-63B-47 |
||
Ємність, мкФ |
470 |
4700 |
47 |
|
Напруга, В |
100 |
10 |
63 |
|
Максимальний струм пульсацій (на частоті 120кГц при t=105°C), мА |
1920 |
2555 |
405 |
|
Внутрішній опір (на частоті 100кГц при t=20°C), Ом |
0,047 |
0,022 |
0,342 |
|
Час безперервної роботи, год |
5000 |
5000 |
2000 |
|
Діапазон робочої температури, °C |
-55. .105 |
-55. .105 |
-55. .105 |
|
Допустиме відхилення ємності (120Гц, 20°C) |
±20% |
±20% |
±20% |
Резистор UXB 0207
Рисунок 1.7 - Резистор UXB 0207
Таблиця 1.11 - Геометричні розміри резистора UXB 0207
Dmax, мм |
Lmax, мм |
dnom, мм |
lmin, мм |
Mmin, мм |
|
2.5 |
6.3 |
0.6 |
28 |
7.5 |
Таблиця 1.12 - Технічні характеристики резистора UXB 0207
Діапазон опорів |
10Ом...1 МОм |
|
Допустимі відхилення, % |
±0.25, ±0.1, ±0.05, ±0.01 |
|
Температурний коефіцієнт, ppm/°C |
±10, ±0.5, ±0.2 |
|
Максимальна робоча напруга, В |
220 |
|
Максимальна робоча температура, |
°C 125 |
Резистор RC1206 J R F та RC2512 J R F
Рисунок 1.8 - Резистор RC1206 J R F та RC2512 J R F
Таблиця 1.13 - Геометричні розміри резисторів RC1206 та RC2512
L, мм |
W, мм |
H, мм |
l1, мм |
l2, мм |
||
RC1206 J R F |
3.10 |
1.6 |
0.55 |
0.45 |
0.40 |
|
RC2512 J R F |
6.35 |
3.10 |
0.55 |
0.60 |
0.50 |
Таблиця 1.14 - Технічні характеристики резистора RC1206 та RC2512
RC1206 |
RC2512 |
||
Діапазон робочої температури, °C |
-55…155 |
-55…155 |
|
Максимальна робоча напруга, В |
200 |
200 |
|
Допустиме відхилення |
±5% |
±5% |
|
Діапазон опорів |
1 Ом… 22 МОм |
1 Ом… 22 МОм |
|
Температурний коефіцієнт, ppm/°C 10Oм<R?10MOм R<10Ом; R?10МОм |
±100 ±200 |
±100 ±200 |
Термістор РТС
Рисунок 1.9 - Термістор РТС-145
Таблиця 1.15 - Геометричні розміри термістора РТС-145
b, мм |
h, мм |
d, мм |
|
9 |
12.5 |
0.6 |
Таблиця 1.16 - Технічні характеристики термістора
Опір, Ом |
9.4 |
|
Діапазон робочої температури, ° C |
-40. .125 |
|
Максимальна робоча температура |
+125 ° C |
|
Робоча напруга, В |
145 |
|
Допуск опорів |
± 25% |
|
Максимальний струм, А |
5 |
|
Максимальна напруга, В |
145 |
Мікросхема ADG507AKR.
Мікросхема ADG507AKR служить у якості комутатора.
Рисунок 1.10 - Мікросхема ADG507AKR
Таблиця 1.15 - Технічні характеристики мікросхеми ADG507AKR
Корпус |
SO28-300 |
|
Номінальна напруга живлення, В |
44 |
|
Струм споживання при Uп = 15 В типового значення, мА |
20-40 |
|
Діапазон робочої температури, С |
-40…85 |
|
Мінімальний опір навантаження, Ом |
280 |
Мікросхема AD8512AR.
Мікросхема AD8512AR виступає в якості операційних підсилювачів.
Рисунок 1.11 - Мікросхема AD8512AR
Таблиця 1.16 - Технічні характеристики мікросхеми AD8512AR
Частота, МГц |
8 |
|
Струм на вході, мА |
0.021 |
|
Струм на виході, мА |
54 |
|
Номінальна напруга живлення, В |
36 |
|
Діапазон робочої температури, °С |
-40... +125 |
Мікросхема AD7862AR-10.
Мікросхема AD7862AR-10 представляє собою 12-битный АЦП.
Рисунок 1.12 - Мікросхема AD7862AR-10
Таблиця 1.17 - Технічні характеристики мікросхеми AD7862AR-10
Тип корпуса |
so-28 |
|
Вхідна напруга |
+/-10V |
|
Частота, кГц |
250 |
|
Діапазон робочої температури, ° C |
-40. .85 |
|
Макс діапазон напруження живлення, В |
4.75. .5.25 |
|
Кількість каналів |
4 |
Мікросхема AD7945BR.
Мікросхема AD7945BR представляє собою 12-битный ЦАП.
Рисунок 1.13 - Мікросхема AD7945BR
Таблиця 1.18 - Технічні характеристики мікросхеми AD7945BR
Тип корпуса |
SOIC 20 |
|
Діапазон робочої температури, ° C |
-40. .85 |
|
Напруга живлення, В |
5.5 |
|
Частота дискретизації, Гц |
1.7 |
Мікросхеми HCPL-4506#020.
Мікросхема HCPL-4506#020 виступає в якості гальванічної розвязки.
Рисунок 1.14 - Мікросхема HCPL-4506#020
Таблиця 1.19 - Технічні характеристики мікросхеми HCPL-4506#020
Корпус: |
8-DIP |
|
Швидкість передачі даних, Mbs |
1 |
|
Вихідний струм, мА |
15 |
|
Напруга ізоляції, Vrms |
5000 |
|
Діапазон робочої температури, ° C |
-40. .100 |
Мікросхеми MC74HC240ADW та MC74HC541ADW.
Рисунок 1.15 - Мікросхеми MC74HC240ADW та MC74HC541ADW
Таблиця 1.20 - Технічні характеристики мікросхем
Тип корпуса: |
SOIC |
|
Количество выводов: |
20 |
|
Напруга питания, В |
-0.5...7 |
|
Входное напруга, В |
-0.5. .0.5 |
|
Выходное напруга, В |
-0.5. .0.5 |
|
Ток на входе, мА |
20 |
|
Ток на выходе, мА |
35 |
|
Діапазон робочої температури, °С |
-65. .150 |
Мікросхема MC74HC74AD.
Рисунок 1.16 - Мікросхеми MC74HC74AD
Таблиця 1.21 - Технічні характеристики мікросхеми MC74HC74AD
Тип корпуса: |
SOIC |
|
Кількість виводів |
14 |
|
Напруга живлення, В |
-0.5...7 |
|
Вхідна напруга, В |
-0.5. .0.5 |
|
Вихідна напруга, В |
-0.5. .0.5 |
|
Струм на вході, мА |
25 |
|
Струм на виході, мА |
50 |
|
Діапазон робочої температури, °С |
-65. .150 |
Мікросхема UC3843BVD1
Мікросхема MC74HC74AD виступає у якості перетворювача напруги.
Рисунок 1.17 - Мікросхема MC74HC74AD
Таблиця 1.22 - Технічні характеристики мікросхеми MC74HC74AD
Входное напруга, В |
36 |
|
Максимальный выходной ток, мА |
200 |
|
Входной ток, мА |
25 |
|
Частота, кГц |
52 |
Мікросхема ATmega8515-16AI
Мікросхемі ATmega8515-16AI є мікроконтролером.
Рисунок 1.23 - Мікросхема ATmega8515-16AI
Таблиця 1.23 - Геометричні параметри мікросхеми ATmega8515-16AI
A |
A1 |
A2 |
D |
D1 |
E |
E1 |
B |
C |
L |
|
1.2 |
0.15 |
1 |
12 |
10 |
12 |
10 |
0.4 |
0.15 |
0.6 |
Таблиця 1.24 - Технічні характеристики мікросхеми ATmega8515-16AI
Корпус: |
TQFP44 |
|
Швидкість: |
8-Bit |
|
Частота, МГц |
16 |
|
Розмір памяті (тип FLASH88) |
8KB (8K х 8) |
|
Напруга живлення, В |
4.5 .5.5 |
|
Діапазон робочої температури, ° C |
40. .85 |
|
Частота, МГц |
16 |
Мікросхема HIN202IBN
Мікросхема HIN202IBN - це вузол звязку.
Рисунок 1.19 - Мікросхема HIN202IBN
Таблиця 1.25 - Технічні характеристики мікросхеми HIN202IBN
Корпус |
SOIC16 |
|
Робоча напруга, В |
5 |
|
Діапазон робочої температури, ° C |
-40. .85 |
|
Струм живлення, мА |
8. .15 |
Резисторна збірка 4605X-101-562.
А=20мм
Рисунок 1.20 - Резисторна збірка 4605X-101-562
Таблиця 1.26 - Технічні характеристики резисторна збірки 4605X-101-562
Опір, Ом |
100 |
|
Максимальна напруга, В |
100 |
|
Температурний коефіцієнт, ppm/°C |
±100 |
|
Діапазон робочої температури, ° C |
-55. .125 |
Дросель B78108-S1103-K
Рисунок 1.21 - Дросель B78108-S1103-K
Таблиця 1.27 - Технічні характеристики мікросхеми дроселя
Індуктивність, мГн |
0.1 |
|
Допуск на індуктивність |
± 10% |
|
Макс опір, Ом |
0.49 |
|
Постійний струм, мА |
680 |
|
Резонансні частоти, МГц |
35 |
Діоди BAS32L и BAV102
Рисунок 1.22 - Діод BAV102 и BAV102
Таблиця 1.28 - Геометричні параметри діодів BAV102 и BAV102
D, мм |
H, мм |
L, мм |
|
1.5 |
3.5 |
0.3 |
Таблиця 1.29 - Технічні характеристики діодів BAV102 и BAV102
BAV102 |
BAV102 |
||
Тип діода: |
імпульсний діод |
||
Максимальна постійна зворотня напруга, В: |
75 |
150 |
|
Максимальний прямий (випрямлений за напівперіод) струм, А |
0.2 |
0.25 |
|
Корпус |
SOD80C |
SOD80C |
|
Максимальний час зворотного відновлення, мкс |
0.004 |
0.004 |
|
Максимальна імпульсна зворотня напруга, В |
100 |
200 |
|
Максимально допустимий прямий імпульсний струм, А |
0.45 |
0.625 |
|
Максимальний зворотній струм, мкА при 25°С |
5 |
9 |
|
Загальна ємність Сд, пФ: |
2 |
2 |
|
Робоча температура, С: |
-65... 200 |
-65...175 |
|
Спосіб монтажу |
SMD |
SMD |
Діод PRLL5819
Рисунок 1.23 - Діод PRLL5819
Таблиця 1.30 - Геометричні параметри діоду PRLL5819
D, мм |
D1, мм |
H, мм |
L, мм |
|
2 |
1.9 |
3.5 |
0.3 |
Таблиця 1.31 - Технічні характеристики діоду PRLL5819
Тип динода |
диод Шотки |
|
Максимальна постійне зворотне напруг, В |
40 |
|
Максимальний прямий (випрямлений за напівперіод) струм, А |
1 |
|
Корпус |
SOD87C |
|
Максимальний час зворотного відновлення, мкс |
0.01 |
|
Максимальна імпульсна зворотня напруга, В |
600 |
|
Максимально допустимий прямий імпульсний струм, А |
0.45 |
|
Робоча температура, С |
-65...125 |
|
Спосіб монтажу |
SMD |
Транзистор IRFU220
Рисунок 1.24 - Транзистор IRFU220
Таблиця 1.32 - Технічні характеристики транзистору IRFU220
Полярність транзистора |
N-канал |
|
Максимальна напруга колектор-база, В |
200 |
|
Максимально допустимий струм колектора, А |
4,8 |
|
Тепловиділення, мВт |
2500 |
|
Опір стік-витік, Ом |
0,8 |
|
Час затримки, нс |
19 |
|
Пробивна напруги, В |
20 |
|
Діапазон робочої температури, C |
-55…150 |
Транзистор BC546B
Рисунок 1.25 - Транзистор BC546B
Таблиця 1.33 - Технічні характеристики транзистору BC546B
Максимальна напруга колектор-база при заданому зворотному струмі колектор і розімкнутого ланцюга емітером (Uкбо макс), В |
80 |
|
Максимальна напруга колектор-база при заданому струмі колектор і розімкнутого ланцюга база (Uкео макс), В |
65 |
|
Максимально допустимий струм до (Ік макс) |
0.1 |
|
Гранична частота коефіцієнта передачі струму fгр, МГц |
150 |
|
Максимальна розсіювана потужність, Вт |
0.63 |
|
Корпус |
TO92 |
Вилка D-Sub 09 66 162 7811.
Рисунок 1.26 - Вилка D-Sub 09 66 162 7811
Таблиця 1.34 - Геометричні розміри транзистору IRFU220
a |
b |
c1 |
c2 |
f |
|
30.9 |
25 |
12.9 |
12.5 |
2.74 |
Тип конектора: D Sub;;
Кількість контактів: 9;
Матеріал корпуса: метал.
Вилка 90122-0768
W=0.800 mm
Рисунок 1.27 - Вилка 90122-0768
Вилка 90131-0765.
W=0.500 mm
Рисунок 1.28 - Вилка 90131-0765
Вилка Gds A-C 32.
Рисунок 1.29 - Вилка A-C 32
Стабілітрон BZX84-C5V6.
Рисунок 1.30 - Стабілітрон BZX84-C5V6
Таблиця 1.35 - Технічні характеристики стабілітрону BZX84-C5V6
Потужність розсіювання, Вт |
0.2 |
|
Мінімальна напруга стабілізації, В |
5.32 |
|
Номінальна напруга стабілізації, В |
5.6 |
|
Максимальна напруга стабілізації, В |
5.88 |
|
Статичний опір Rст (при струмі I ст 20мА), Ом |
10 |
|
Робоча температура, С |
-55…150 |
|
Спосіб монтажу |
SMD |
|
Корпус |
SOT-23 |
Резонатор Q-16.0-S-30-30/30-T1.
Рисунок 1.31 - Резонатор Q-16.0-S-30-30/30-T1
Таблиця 1.36 - Технічні характеристики резонатору Q-16.0-S-30-30/30-T1
Резонансна частота, МГц |
16 |
|
Температурний коефіцієнт, Кт 10-6 |
30 |
|
Навантажувальна ємність, пФ |
30 |
|
Діапазон робочої температури, С |
-40...80 |
Звуковий випромінювач PKB24SPC-3601-B0.
Рисунок 1.32 - Звуковий випромінювач
Таблиця 1.37 - Технічні характеристики звукового випромінювача
Рівень тиску, дБ |
90 |
|
Споживаний струм, мА |
16 |
|
Діапазон напряжений, В |
3. .15 |
|
Частота, кГц |
3.6 |
|
Діапазон робочої температури, С |
-30. .80 |
Проаналізувавши технічні дані елементної бази, можна зробити наступні висновки:
блок контролю і управління створений на основі зарубіжної елементної бази з максимальним використанням інтегральних схем;
усі інтегральні схеми знаходяться в прямокутних корпусах, що дозволяє автоматизувати процес установки мікросхем на друковану плату.
для полегшення трасування друкованої плати необхідно мікросхеми розташувати окремо один від одного, так як кожна мікросхема представляє собою окремий функціональний блок. Тому найбільша кількість звязків існує всередині функціонального блоку між мікросхемами і навісними елементами (максимальна завантаженість друкованої плати провідниками буде саме в цьому районі);
обрані елементи мають достатньо високу надійність, що дозволяє спроектувати пристрій, що має великий ресурс роботи;
елементна база комплектувалася за ознаками відповідності технічних характеристик експлуатаційним вимогам і мінімальної вартості;
інтервал робочих температур елементної бази, допустима величина відносної вологості повітря, атмосферного тиску, вібрації, одиночних ударів і лінійних навантажень дозволяє спроектувати пристрій, що працює при заданих в технічному завданні умовах експлуатації.
- Перелік умовних позначень і скорочень
- Введення
- 1. Аналіз технічного завдання
- 1.1 Аналіз призначення
- 1.2 Аналіз електричної схеми та принципу роботи пристрою
- 1.3 Аналіз умов експлуатації
- 1.4 Аналіз елементної бази
- 1.5 Аналіз порівнянних конструкцій
- 1.6 Технічні вимоги на розроблення
- 1.7 Аналіз технології виготовлення
- 2. Розробка друкованої плати
- 2.1 Вибір типу та розмірів друкованої плати
- 2.2 Конструктивно-технологічний розрахунок друкованої плати
- розрахунок по постійному струму.
- розрахунок по змінному струму;