Проектування схеми телефонного сигналізатора

Оригинальную роботу скачивайте в *.zip формате.

Запровадження.

1. Аналіз технічного завдання.

1.1 Обгрунтування вибору електричної схеми, принцип роботи.

1.2 Вибір елементної бази.

2. Розрахунок надійності функціонального вузла.

2.1 Основні поняття.

2.2 Розрахунок параметрів надійності.

3. Опис і розрахунок конструкції функціонального вузла.

3.1 Конструктивно-технологическое проектування друкованої платы.

3.2 Визначення площі плати, габаритів і співвідношення розмірів сторон.

3.3 Розрахунок елементів друкованого монтажа.

3.4 Розміщення радіоелементів друкарський плату.

3.5 Трасування друкованих провідників.

3.6 Висновки по курсовому проекту.

Література.

Додаток 1. Схема електрична принципова МТКЖ 464 000 025 Э3.

Додаток 2. Перелік елементів МТКЖ 464 000 025 ПЭ.

Додаток 3. Специфікація до складальному кресленню МТКЖ 464 000 025 СБ.

1. Аналіз технічного задания.

1.1 Обгрунтування вибору електричної схеми. Принцип работы.

Дане пристрій призначено для дублювання дзвінків телефонного апарату. Причому підключатися до телефона чи лінії непотрібен. Діє пристрій наступним образом.

Датчик L1 розташовується поблизу телефонного апарату. За появи сигналу виклику виникає индуктивная зв’язок між котушками дзвінка телефонного апарату і датчиком. У ньому наводять змінна ЭДС, яка через конденсатор С1 надходить на вхід двухкаскадного підсилювача звуковий частоти, зібраного на транзисторах VT1, VT2. Посилене напруга звільняє з резистора R4 і випростується з допомогою детектора VT1. Позитивні полуволны напруги відкривають транзистор VT3, є першим каскадом підсилювача постійного струму, виконаного на транзисторах VT3, VT4 різною структури. Поки сигнал з урахуванням VT3 відсутня (який чекає режим), обидва транзистора заплющені і підсилювач споживає мінімальний струм, визначається некерованими струмами переходів. Але щойно на VT3 надійде сигнал, обидва транзистора відчиняються й на навантаженні VT4 — резисторе R10 виділяється напруга, яке через діод VD5 надходить на управляючий електрод тринистора VS1, виконує роль безконтактного вимикача. У анодний ланцюг VS1 — включені елементи сигналізації - лампа HL1 і дзвінок HA1. Коли тринистор відкритий, у його анодною ланцюга протікає пульсуючий струм — горить лампа і дзвенить дзвінок, поки діють сигнали вызова.

Після закінчення виклику транзистори VT3, VT4 защіпаються, напруга на R10 стає близькими до нулю, тринистор VS1 закривається, лампа і дзвінок відключаються: пристрій готова до прийому наступного сигналу вызова.

За необхідності можна підключити кілька дзвінків (близько трьох), з'єднавши їх параллельно.

Сигналізатор харчується від бестрансформаторного випрямляча на диодах VD3, VD4, конденсатор C7 виконує функцію гасящего резистора. Вихідний напруга випрямляча стабілізує елемент VD2 і згладжує конденсатор C6.

Від проникнення імпульсних перешкод захищають конденсатори C2, C4, C5.

1.2 Вибір елементної базы.

Датчик — 4000 витків дроти ПЭВ 0,1−0,12, намотаного на дерев’яної котушці від швейних ниток. У його отвір вставлено стрижень з феррита марки Ф600, (8 мм довгою 40 мм. Датчик з'єднаний із підсилювачем экранированным проводом.

Як VT1-VT3 можна використовувати транзистори КТ315 і КТ312 із кожним буквеним індексом, VT4 — будь-який транзистор серій МП42, МП40, МП41, стабилитрон Д814Г припустимо замінити на Д813, а діоди Д218 — на КД105Г або на два послідовно включених діода Д226Б, зашунтированных резисторами опором 100 кОм. Замість КУ201Л підійдуть тринисторы КУ202Л чи КУ223Ж.

Резисторы — МЛТ-0,5, конденсатори: С2 — КТ1, КТ2; С4, С5 — МБМ; С7 — МБГЧ, МБГО; электролитические — К50−6, К50−12.

Сигналізатор змонтовано на друкованої платі розміром 120×58 мм, виготовленої з фольгированного стеклотекстолита чи гетинакса завтовшки 1,5 мм.

Світлову сигналізацію здійснює лампа тліючого розряду ТН-0,3, МН-3, МН-6, ТЛ-1, ИНС-1, а звукову — будь-який безыскровый дзвінок змінного струму, розрахований напруга 127 У.

2 Розрахунок надійності функціонального узла.

2.1 Основні положения.

Надійність — властивість вироби виконувати задані функції, зберігаючи експлуатаційні показники у заданих межах протягом необхідного проміжку часу. Надійність як і можна з’ясувати, як фізичне властивість вироби, що залежить кількості і південь від якості назв елементів, а також умов експлуатації. Надійність характеризується отказом.

Відмова — порушення працездатності вироби. Відмови може бути поступові і внезапные.

Поступовий відмова — викликається в поступове зміні параметрів елементів схеми і конструкции.

Раптовий відмова — проявляється у вигляді стрибкоподібного зміни параметрів радіоелементів (РЭ).

Усі вироби поділяються на відновлювані і невосстанавливаемые.

Діяльність вироби існують 3 периода.

На малюнку 1 показаний графік залежності інтенсивності відмов від часу эксплуатации.

1 — період підробітки, характеризується приработочными отказами.

2 — період нормальної експлуатації, характеризується раптовими отказами.

3 — період зносу — раптові і износовые відмови.

Поняття надійності включає у собі якісні ці характеристики.

Качественные:

— безвідмовність — властивість вироби безупинно зберігати працездатність протягом певного часу або певною наработки.

— ремонтопридатність — властивість вироби, пристосованість до :

попередження можливі причини виникнення отказа.

виявлення причин виниклого відмови чи повреждения.

усунення наслідків виниклого відмови чи пошкодження шляхом ремонту чи технічного обслуживания.

— довговічність — властивість вироби зберігати працездатність до граничного стану (стан у якому його подальше застосування чи відновлення невозможно).

— сохраняемость — збереження працездатності при зберіганні і транспортировке.

Кількісні характеристики:

— ймовірність безвідмовної роботи: Р = e.

— середня напрацювання відмовитися: Тср. = 1/?изд.

— інтенсивність відмови: ?вид. = ?1 + ?2 + … + ?n.

— ймовірність відмови: q = 1 — P.

2 Розрахунок надійності функціонального узла.

2.1 Основні положения.

Надійність — властивість вироби виконувати задані функції, зберігаючи експлуатаційні показники у заданих межах протягом необхідного проміжку часу. Надійність характеризується якісними характеристиками (безотказностью, довговічністю, ремонтопригодностью і сохраняемостю) і количественными:

2.2 Розрахунок параметрів надежности.

За формулою 2.5 визначаємо реальне значення інтенсивності відмов i-того елемента групи. За формулою 2.4 визначаємо інтенсивність відмов цієї групи елементів, результати заносимо в таблицю 2.1.

Будуємо графік залежності безвідмовної роботи від времени.

3 Опис і розрахунок конструкції функціонального узла.

Розробка конструкції електричних сполук функціонального вузла складає одне чи двосторонній друкованої плате.

Вихідними для проектування друкованих плат являются:

— принципова електрична схема, що визначає число елементів, характер зв’язок між ними, число і характеру зовнішніх связей;

— технічні вимоги конструкції, умови роботи, конструкторські ограничения.

Під час розробки електричних сполук з урахуванням друкованої плати определяются:

— конструкторсько-технологічний тип плати, її клас щільності, матеріал основания;

— площа, габарити і співвідношення розмірів сторін платы;

— розрахунок елементів друкованої платы;

— розміщення елементів на друкованої плате;

— трасування друкованої платы.

3.1 Конструктивно-технологическое проектування друкованої платы.

Конструкцію друкованої плати визначає: щільність компонування, вартість виробництва та эксплуатации.

Друкована плата є ізоляційне підставу, є тут сукупність друкованих провідників, контактних майданчиків чи переходов.

Аналізуючи принципову електричну схему, проектуємо друковану плату односторонней.

Для підстави плати використовуємо стеклотекстолит, вибирається хімічний спосіб отримання друкованих провідників. Цей метод має такими достоинствами:

— простота використовуваного технологічного оборудования;

— не високу вартість процесу производства;

— висока адгезія друкованих провідників до диэлектрику.

Марка матеріалу СФ-1−35−1,5 — одностосторонний фольгированный стеклотекстолит, завтовшки фольги 35 мкм. Вона має поліпшеними ізоляційними властивостями, влагостойкостью і термостойкостью. Рекомендується виготовлення друкованих плат, эксплуатирующихся за температур до 120? З.

3.2 Визначення площі плати, габаритів і співвідношення розмірів сторон.

При визначенні площі плати, сумарна площа, встановлюваних її у елементів збільшується на коефіцієнт 3. До цієї площі додається площа допоміжних зон, виділені на розміщення з'єднувачів. Визначаємо площа друкованої плати:

3.4 Розміщення РЕ друкарський плату.

Розміщення ЭРЭ і ІМС передує трассировке друкованих зв’язків та значною мірою визначає ефективність трассировки.

Основний метод розміщення ІМС — плаский багаторядний. Завдання компонування у тому, що з одного боку необхідно розмістити елементи, як можна більш щільно, з другого боку — забезпечити найкращі умови для трасування, електромагнітної й теплової сумісності, автоматизації складання, монтажу і контроля.

Мікросхеми зі штырьковыми висновками встановлюються з одного боку друкованої плати, а мікросхеми з планарными висновками, бескорпусные ІМС і ЭРЭ припустимо встановлювати з обох сторін друкованої плати. Кріплення мікросхем і ЭРЭ здійснюється, переважно, пайки, причому, не задейственные контакти необхідно запаювати збільшення жорсткості. Мікросхеми з планарными висновками можна встановлювати з допомогою клею і лаку. Їх висновки припаивают до контактним майданчикам. Корпус мікросхеми з планарными висновками наліплюють безпосередньо на напівпровідник чи контактну прокладку. Прокладка то, можливо з тонкого текстолита 0,3 мм чи металева (мідь, алюміній, їх сплави) 0,2 — 0,5 мм. Металева прокладка служить як теплоотводящей шини. Для її ізоляції від провідників використовують спеціальну пленку.

Центри металізованих і кріпильних отворів на полупроводнике повинні розташовуватися в вузлах координатної сітки. Координатну сітку застосовують визначення становища друкованого монтажу. Основний крок координатної сітки 2,5 мм, додатковий — 1,25 мм 0,25 мм.

Контактні майданчики чи металізовані отвори під перший висновок повинен мати ключ.

Для збільшення ремонтопригодности, ІМС другого ступеня інтеграції встановлюють в рознімні з'єднувачі. Електричний соединитель зміцнюють і распаивают на друкованої плате.

3.5 Трасування друкованих проводников.

Трасування залежить від перебування прийнятного компромісу з урахуванням схемотехнических вимог (мінімізація перешкод), конструкторських і технологічних вимог (мінімізація вигинів трас, перемичок з об'ємного дроти). При збільшенні кількості верств, трасування спрощується, але вартість плати зростає. При малому числі верств плата дешевше, але збільшується складність трасування без перемичок, які збільшують вартість складання і зменшують надійність плати. Трасування здійснюється вручну чи з допомогою САПР. Ширіну друкованих провідників і землі обирають з низки розмірів: 1,2; 1,9; 2,1; 2,5; 5 мм.

3.6 Висновки до курсовому проекту.

Ця схема є телефонний сигналізатор і використовують у тому випадку, коли не потрібно продублювати телефонний сигнал світлом або за допомогою виносного дзвінка, що можна розмістити у місці приміщення. Причому підключатися до телефонному апаратові чи до телефонній лінії не знадобиться. Ця схема впливає працювати телефонного апарату. Завдяки широкому вибору використовуваних радіоелементів, пристрій просте виготовлення.

1. «Моделист конструктор «1990 р., № 1.

2. Левін Ф.М. «Проектування друкованих плат », 1981 г.

3. Виноградова Г. В. «Довідкове посібник за розрахунками надійності «, 1997 р.