Дипломная работа: Мобільний термінал охоронної системи для автомобіля

UВИХ.дБ=(-45)+(-4,7)=-49,7 (дБ·В),

що відповідає

UВИХ=10(-49,7/20)=3,3 (мВ)

Щоб забезпечити сигнал з амплітудою 50 мВ на вході наступного каскаду підсилювач повинен мати коефіцієнт підсилення:

Відповідно при підсиленні в 15 разів (24 дБ). При вхідному опорі розрахованого підсилювача в 10 кОм необхідний опір R4 буде дорівнювати:

R4=КПІДС·R3=10·103·15=150·103(Ом)

Промислові значення цих опорів з ряду Е96 складають 10 кОм та 150 кОм.

Відповідно значення ємності конденсатора С3:

(Ф);

З огляду на необхідну смугу пропускання, обираємо найближче значення С3 з ряду Е24 – 120 пФ.

Значення для другого каналу підсилювача ідентичні першому.

4.2.2  Розрахунок стабілізаторів напруги

4.2.2.1  Розрахунок перетворювача на мікросхемі L6902D

Розрахуємо загальну потужність втрат PTOT на мікросхемі L6902 за формулою.

Вихідні умови:

–  вхідна напруга UIN = 12 В;

–  вихідна напруга UOUT = 4,2 В;

–  вихідний струм IOUT = 1 А рівний сумі струмів споживаних елементами схеми (табл. 3.1);

–  опір внутрішнього ключа RDSON = 0,4 Ом (середнє значення);

–  час перемикання типовий TSW = 70 нс;

–  струм споживаний самою ІС IQ = 2,5 мА;

Отже теплові втрати становлять 0,52 Вт, визначимо тепер температуру кристалу мікросхеми.

Вона становитиме:

,

де TJ – температура кристалу мікросхеми, TА – температура навколишнього середовища та Rth J-A тепловий опір кристал-навколишнє середовище рівний 42 ˚C/Вт [32]. При температурі навколишнього середовища 85 ˚C маємо наступну температуру кристалу:

Отже мікросхема перегріватись не буде, оскільки допустима температура кристалу становить 150 ˚C [16].

Розрахуємо номінали резисторів зворотного зв’язку для одержання вихідної напруги 4,2 В.

,

звідси випливає, що при рекомендованому R2 = 3,3 кОм R1 має рівнятись:

Але оскільки такого опору немає ні в ряді стандартних значень Е96, ні навіть в Е192, виберемо з Е48 найближче значення 7,87 кОм та перерахуємо значення для цього опору:

,

що, загалом, цілком влаштовує нас по точності.

4.2.2.2  Розрахунок перетворювача на мікросхемі МАХ1692

Розрахуємо загальну потужність втрат PTOT на мікросхемі MAX1692.

Вихідні умови:

–  вхідна напруга UIN = 4,2 В;

–  вихідна напруга UOUT = 3,15 В;

–  вихідний струм IOUT = 0,1 А, рівний сумі струмів споживаних елементами схеми, (табл. 3.3);

–  опір внутрішнього ключа RDSON = 0,6 Ом (середнє значення);

–  час перемикання типовий TSW = 50 нс;

–  струм споживаний самою ІС IQ = 85 мкА;

Отже теплові втрати становлять 0,024 Вт, визначимо тепер температуру кристалу мікросхеми.

Вона становитиме:

,

де TJ – температура кристалу мікросхеми, TА – температура навколишнього середовища та Rth J-A тепловий опір кристал-навколишнє середовище рівний 280 ˚C/Вт. При температурі навколишнього середовища 85 ˚C маємо наступну температуру кристалу:

Отже мікросхема перегріватись не буде, оскільки допустима температура кристалу становить 150 ˚C

Розрахуємо номінали резисторів зворотного зв’язку для одержання вихідної напруги 3,15 В.

,

звідси випливає, що при рекомендованому R2 = 301 кОм R1 має дорівнювати:

Але оскільки такого опору немає ні в ряді стандартних значень Е96, ні навіть в Е192, виберемо з Е192 найближче значення 470 кОм та перерахуємо значення для цього опору:

,

що також влаштовує нас по точності [17].

4.3 Проектування друкованого вузла

4.3.1  Визначення площі монтажної поверхні

Визначення площі монтажу малогабаритних деталей

,

де  –сумарна площа, яку займають конденсатори;  - сумарна площа, яку займають діоди;  - сумарна площа, яку займають мікросхеми,  - сумарна площа, яку займають індуктивності;  - сумарна площа, яку займають резистори;  - сумарна площа, яку займають транзистори.

Визначення площі монтажу середньогабаритних деталей

,

де  –сумарна площа, яку займають роз’єми;  - сумарна площа, яку займають діоди;  - сумарна площа, яку займають мікросхеми,  - площа, яку займає кварц;  - сумарна площа, яку займають резистори.

Визначення площі монтажу великогабаритних деталей

,

де  –сумарна площа, яку займають роз’єми;  - сумарна площа, яку займають мікросхеми.

Розрахунок площі монтажної поверхні.

,

де К – коефіцієнт, який вибирається з інтервалу 1,5…3, в залежності від кількості зв’язків.

4.3.2  Вибір габаритних розмірів і конфігурації

ДП, що виготовляється розробимо у двосторонньому виконанні. Таким чином забезпечимо оптимальне розташування та режими роботи радіоелектронних компонентів різного цільового призначення. Отже, розділимо у просторі ВЧ модулі, джерела живлення, вузли ядра системи керування терміналом, забезпечивши оптимальні режими роботи з точки зору виділення теплової енергії, взаємного впливу наводок та оптимального трасування з’єднувальних провідників.

Вибір габаритних розмірів друкованої плати для розроблюваного терміналу здійснюємо використовуючи ряд стандартних лінійних розмірів за ГОСТ 10317-79 з урахуванням розрахованої площі монтажної поверхні та оптимального розміщення компонентів згідно їх призначення та вимог до монтажу.

Габаритні розміри ДП повинні відповідати ГОСТ10317-79 і не перевищувати співвідношення 3:1. З конструкторських та естетичних міркувань вибираємо ДП прямокутної форми та, керуючись рядом стандартних лінійних розмірів ДП, вибираємо плату з розмірами Д×Ш, мм. - 124×65.

ДП з габаритними розмірами 128×65 задовольняє вимогам ГОСТ 23752-88, який забороняє застосовувати клас точності вищий, ніж 2-ий для плат більше 170×170. По точності виготовлення для пристрою, що розроблюється, оберемо ДП ІII-го класу точності. Такі плати прості в виконанні, надійні в експлуатації та мають невисоку вартість. Вважається, що ДП третього класу точності має підвищену густину рисунку (роздільна здатність – 3,33 лінії/мм).

4.3.3 Вибір матеріалів

В якості матеріалу ДП використаємо склотекстоліт – шарований пресований матеріал підвищеної теплостійкості, виготовлений зі склотканини просоченої термореактивною смолою, яка має підвищений опір ізоляції. Заготівка має з обох боків шар металізації – мідна електролітична оксидна фольга. Таке виконання ДП забезпечить малу сприйнятливість конструкції до вібраційних навантажень та дозволить запобігти небажаних деформацій плати.

Основні конструктивні параметри матеріалу ДП:

1.  Вид плати: двостороння (ДДП);

2.  Матеріал: СФ1,5-35-30, ДСТ 10316-78;

3.  Товщина фольги: 35 мкм;

4.  Товщина матеріалу з фольгою: 1,5 мм;

5.  Діапазон робочих температур: -60º..+120º С;

6.  Клас точності: 3;

7.  Допуски на ДДП за ГОСТ 23751-86:

7.1.  Номінальне значення ширини провідника: t=0,25 мм;

7.2.  Номінальна відстань між провідниками: S=0,25 мм.

7.3.  Відношення діаметра отвору до товщини плати не менше 0,33

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27