logo
Разработка конструкции и технологии изготовления измерителя емкости

3.1 Выбор и обоснование элементной базы

Выбор элементной базы проводится на основе схемы электрической принципиальной с учетом требований изложенных в техническом задании. Эксплуатационная надежность элементной базы во многом определяется правильным выбором типа элементов при проектировании и использовании в режимах, не превышающие допустимые. Следует отметить, что ниже рассматриваются допустимые режимы работы и налагаемые при этом ограничения в зависимости от воздействующих факторов лишь с точки зрения устойчивой работы самих элементов, не касаясь схемотехники и влияния параметров описываемых элементов на другие элементы.

Влияние Э.Д.С. шумов, коэффициентов нелинейности, паразитных емкости и индуктивности и др., должны учитываться дополнительно исходя из конкретных условий применения.

Критерием выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в любом радиоэлектронном устройстве является соответствие технологических и эксплуатационных характеристик ЭРЭ заданным условиям работы и эксплуатации.

Основными параметрами при выборе ЭРЭ являются:

а) технические параметры:

номинальное значение параметров ЭРЭ согласно принципиальной электрической схеме устройства;

допустимые отклонения величин ЭРЭ от их номинального значения;

допустимое рабочее напряжение ЭРЭ;

допустимое рассеивание мощности ЭРЭ;

диапазон рабочих частот ЭРЭ;

коэффициент электрической нагрузки ЭРЭ.

б) эксплуатационные параметры:

диапазон рабочих температур;

относительная влажность воздуха;

давление окружающей среды;

вибрационные нагрузки;

другие (специальные) показатели.

Дополнительными критериями при выборе ЭРЭ являются:

унификация ЭРЭ;

масса и габариты ЭРЭ;

наименьшая стоимость;

надежность.

Выбор элементной базы по вышеназванным критериям позволяет обеспечить надежную работу изделия. Применение принципов стандартизации и унификации при выборе ЭРЭ, а также конструировании изделия позволяет получить следующие преимущества:

Значительно сократить сроки и стоимость проектирования.

Сократить на предприятии_изготовителе номенклатуру применяемых деталей и сборочных единиц, увеличить применяемость и масштаб производства.

Исключить разработку специальной оснастки и специального оборудования для каждого нового варианта РЭС, т.е. упростить подготовку производства.

Создать специализированное производство стандартных и унифицированных сборочных единиц для централизованного обеспечения предприятий.

Улучшить эксплуатационную и производственную технологичность.

Снизить себестоимость выпускаемого изделия.

Учитывая вышесказанное, перейдем к выбору элементной базы

Конденсатор К10-17

Конденсаторы типа К10-17А с неорганическим диэлектриком, низковольтовые. Предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока. Конструктивно конденсаторы выполнены в бескорпусном варианте.

Допустимые воздействующие факторы при эксплуатации:

Температура окружающей среды, С

верхнее значение 85;

нижнее значение -60.

Относительная влажность воздуха, % , не более,

при температуре +25С (исп. УХЛ) 98.

Пониженное атмосферное давление, Па (мм рт. ст. 0,00013 (10-6).

Основные технические данные

Тангенс угла потерь: К10-17А Н90 0,035;

К10-17 В М1500, М47 0,0015.

Сопротивление изоляции, МОм: К10-17А Н90 1000;

К10-17 В М1500, М47 10000.

Постоянная времени, МОммкФ: К10-17А Н90 75;

К10-17А М1500, М47 250.

Срок сохраняемости, лет 12.

Допускаемая реактивная мощность, ВАР: К10-17А Н90 0,06...2;

К10-17А М1500, М47 1...40.

Конденсатор К50-35

Конденсатор типа К53-4А электролитические, предназначены для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока. Конструктивно выполнены в цилиндрическом герметизированном корпусе.

Допустимые воздействующие факторы при эксплуатации:

Температура окружающей среды,С

верхнее значение +85;

нижнее значение -60.

Относительная влажность воздуха, % , не более,

при температуре +25С 98.

Пониженное атмосферное давление, Па (мм рт. ст.) 0,00013 (10-6).

Основные технические данные

Тангенс угла потерь: 15...20.

Ток утечки, мкА: 5...50.

Срок сохраняемости, лет 12.

Резистор С2-23

Резисторы типа С2-23 с металлоэлектрическим проводящим слоем предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного тока в качестве элементов навесного монтажа. Относятся к неизолированным резисторам.

Уровень собственных шумов, мкВ/В, не более 1,5.

Условия эксплуатации резисторов :

Температура окружающей среды,С

верхнее значение +75;

нижнее значение -60.

Относительная влажность окружающего воздуха при температуре

40 С, % 98.

Пониженное атмосферное давление, Па (мм рт.ст.) 0,00013 (10-6).

Вибрация:

ускорение, м/c2, (g) 147(15);

диапазон частот, Гц 5...600.

Удары:

ускорение, (g), не более 150;

количество 4000.

Линейные нагрузки:

с ускорением, (g), не более 200;

Минимальная наработка на отказ, ч 40000.

Микросхемы К176ИЕ4

Микросхемы ТТ логика. Работают при напряжении питания Uпит=9В10%. Имеют улучшенные электрические параметры: значительно снижен входной ток низкого уровня I0вх, увеличено пороговое входное напряжение до 1,5В и оно зафиксировано.

Микросхема К176ТМ2

Микросхема представляет собой двойной RS-тригер. Электрические характеристики приведены в таблице 3.1.

Микросхема К561ТЛ1

Микросхема представляет сабой электронный ключ. Электрические характеристики приведены в таблице 3.2.

Эксплуатационные характеристики микросхем. Таблица 3.1.

интервал рабочих температур, С

относительная влажность воздуха 98% при температуре, С

вибрация

многократные удары с ускорением, g

линейная нагрузка с ускорением, g

Диапазон частот, Гц

ускоре-ние, g

-45...+85

25

1...2000

10

75

50

-30...+70

25

1...600

10

75

50

-45...+75

25

1...600

10

75

50

Электрические характеристики микросхем. Таблица 3.2.

Тип

Микросхемы

U0вых, не>, В

U1вых, не <, B

I0вх, не>, мА

I1вх, не>, мА

I1пот, не>, мА

t1,0зд.р, не>, нс

t0,1зд, не>, нс

К176ИЕ4

0,5

2,7

-0,4

0,02

20

56

45

К176ТМ2

0,4

2,5

-0,2

0,02

10

8

8

К561ТЛ1

0,48

2,9

-0,36

0,02

10

41

27

Диод КД503А

Полупроводниковый КД503А предназначен для работы в аппаратуре широкого применения. Выпускается в корпусном варианте.

Электрические характеристики:

Прямое напряжение на переходе при температуре окружающей

среды от +25 до +125 С и Iпр=100 мА, В 1.

Максимальный обратный ток при :

температуре корпуса от -60 до +25С, мкА 1;

температуре корпуса +125С, мкА 200.

Максимальное обратное напряжение, В 30.

Ток прямой средний при температуре окружающей среды

от - 60 до +50 С, мА 50.

Ток импульсный при длительности импульса не более 10 мкс, мА 1000.

Эксплуатационные характеристики:

Температура окружающей среды, С:

верхнее значение +125;

нижнее значение -60.

Относительная влажность воздуха при температуре +40С, % 98.

Стабилитрон Д814Г

Полупроводниковый Д814Г предназначен для работы в аппаратуре широкого применения. Выпускается в корпусном варианте.

Электрические характеристики:

Прямое напряжение на переходе при температуре окружающей

среды от +25 до +125 С и Iпр=50 мА, В 1.

Максимальный обратный ток при :

температуре тела от -60 до +25С, мкА 1;

температуре тела +125С, мкА 100.

Максимальное обратное напряжение, В 30.

Ток прямой средний при температуре окружающей среды

от - 60 до +50 С, мА 50.

Ток импульсный при длительности импульса не более 10 мкс, мА 500.

Эксплуатационные характеристики:

Температура окружающей среды, С:

верхнее значение +125;

нижнее значение -60.

Относительная влажность воздуха при температуре +40С, % 98.

Транзисторы КТ315

Граничная частота при Vкб=5В, Iэ=10мА не менее 300МГц

Постоянное напряжение Vкэ при Rэб<3кОм 15В

Постоянный ток коллектора 30мА

Температура окружающей среды от 213 до 398К

Рассеиваемая мощность при Т=213...338К, р<665Па 150мВт

при Т=398К 60мВт

Транзисторы КТ361

Граничная частота при Vкб=5В, Iэ=10мА не менее 300МГц

Постоянное напряжение Vкэ при Rэб<3кОм 15В

Постоянный ток коллектора 30мА

Температура окружающей среды от 213 до 398К

Рассеиваемая мощность при Т=213...338К, р<665Па 150мВт

при Т=398К 60мВт