Акустичний мікшерний пульт (стр. 5 из 15)
Таблиця 3.2 - Параметри резистору SMD 0603
| Тип | Розмір, мм | Номінал | напрацювання на відказ, год | ТКО | максимальна робоча температура | допустиме відхилення опору від номінальн |
| SMD 0603 | 1 х 2 | 50(1%),75(1%),10К | 20000 | ±(0.007…0.1) %/°C | +125°C | ±10% |
Вибір конденсаторів
Так як існують типи конденсаторів електролітичні і неелектролітичні, котрі перекривають весь необхідний нам діапазон.
Параметри оцінки:
- габаритні розміри;
- вартість;
- технологічність установки;
- вологостійкість;
- діапазон робочих температур,
- допустиме відхилення ємності від номінальної;
Результати приведені в таблицях 3.3 та 3.4.
Таблиця 3.3 - Результати оцінки електролітичних конденсаторів
| Тип | Вартість гр./шт. | Габарити, мм | Волого-стійкість | Маса, г | Діапазон температур | Зміна параметра, % | Сумарний коеф. |
| 0,25 | 0,3 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | ||
| К50-6 | - | - | - | 0,8 | -20 +70 | -10+50 | 4,1 |
| 7 | 7 | 7 | 7 | 9 | 6 | ||
| К50-35 | - | - | - | 0,6 | -40 +70 | -10+50 | 5,11 |
| 6 | 5 | 5 | 6 | 6 | б | ||
| К50-16 | - | - | - | 1,2 | -20 +70 | -10+35 | 6,85 |
| 5 | 4 | 6 | 5 | 5 | 5 |
Вибираємо конденсатори типа К50 - 16, які набрали найбільшу кількість балів.
У якості неелектролітичних конденсаторів можна використовувати наступних типів:
Таблиця 3.4 - Результати оцінки неелектролітичних конденсаторів
| Тип | Вартість гр./шт. | Габарити, мм | Волого-стійкість | Маса, г | Діапазон температур | Сумарний коеф. |
| 0,25 | 0,3 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | ||
| SMD 0603 | 6 | 5 | 5 | б | б | 5,55 |
| КМ-6 | 5 | 4 | 5 | 4 | 5 | 4.4 |
| КД-2 | 5 | б | 5 | 5 | 5 | 5.3 |
Вибираємо конденсатори типу SMD 0603, які набрали найбільшу кількість балів.
Обґрунтування конструкційних матеріалів.
Матеріал корпусу
Враховуючи те, що розробляємий пристрій буде постійно транспортуватись, він повинен мати міцний корпус, здатний захістити прилад від механічних впливів здатних його пошкодити. Також корпус повинен бути здатен захістити пристрій від впливу електромагнітних впливів, через які можливе погіршення якості сигналу,тому що в схемі присутні ланки з низькими рівнями сигналів, на які легко можуть вплинути електричні завади.
З цих причин в якості матеріалу корпуса вибрано сталь.
Деталі корпуса будуть виготовлятися штампуванням, тому сталь необхідно вибирати придатну до штамповки. Для виготовлення корпуса використаємо сталь марки 08Ю ГОСТ 9045 – 93, вона задовольняє всім заданим параметрам та вимогам розробляємого приладу.
Матеріал друкованих плат
При виборі матеріалу для друкованої плати необхідно врахувати наступні параметри:
- tgδ
- модуль пружності
- теплостійкості
- діелектрична проникність
- електрична проникність
- вологостійкість
Для вибору матеріалу друкованої плати нам необхідно одна плата з одностороннім фольгова ним покриттям та дві з двостороннім фольгова ним покриттям, візьмемо декілька матеріалів і розглянемо їх характеристики (таб.3.4) і виберемо найкращий з них.
Таблиця 3.5 - Матеріали друкованих плат
| Тип матеріалу | tgd | Модуль пружностікг/см | Тепло-стійкість,°С | Діелектр. проникненість | Електр.ПроникненістьКВ/мм | Вологостійкість |
| ГФ-2-Н | 0.6 | 1.2 | 1.6 | 1.2 | 0.9 | 0.6 |
| СФ-2-1.5 | 1.28 | 2.4 | 1.8 | 0.9 | 0.7 | 0.8 |
По даним таблиці, вибираємо склотекстоліт фольгова ний СФ-2-1.5 і для плати з односторонньою фольгою СФ-1-1.5. цей матеріал має більшу вологостійкість та кращі електричні параметри як видно з таблиці.
4. Розрахунки, підтверджуючі робото здатність пристрою
4.1 Розрахунок теплового режиму
Визначальними параметрами для розрахунку є питомі потужності розсіювання блоку приладу в цілому та нагрітої зони qк та q3 відповідно:
qк=P0/Sк
q3= P0/S3
де P0 – потужність, що розсіюється приладом. В нашому випадку основна потужність виділяється на блоці живлення та невелика частина на платі. В загальному випадку P0=10Вт.
Sк – площа поверхні корпусу приладу;
S3 - умовна поверхня нагрітої зони.
Sк=2(l1∙l2+( l1+l2)∙l3)
S3=2∙(l1∙l2+( l1+l2)∙l3∙k3)
де l1, l2, l3 – відповідно довжина, ширина та висота корпусу;
k3 – коефіцієнт заповнення об’єму.
Sк=2∙(0,283∙0,166+(0,283+0,166)∙0,08)=0,166 м2
S3=2∙(0,283∙0,166+(0,283+0,166)∙0,08∙0,2)=0,108 м2
Тоді маємо qк=10/0,166 =60,2 Вт/м2; q3=10/0,108=92,6 Вт/м2
В загальному випадку перегрів корпусу герметичного апарату, що працює при температурі t=35°С відносно навколишнього середовища визначається залежністю:
υ1=0,1472∙qк-0,2962∙10-3 qк2+0,3127∙10-6∙qк3
де qк – питома потужність корпусу приладу, Вт/м2
υ1=0,1472∙60,2 -0,2962∙10-3 ∙60,2 2+0,3127∙10-6∙60,2 3= 7,3°С
Перегрів нагрітої зони визначається аналогічною залежністю
υ2=0,1390∙q3-0,1223∙10-3∙q32+0,0698∙10-6∙q33
де q3 – питома потужність нагрітої зони, Вт/м2
υ2=0,1390∙92,6-0,1223∙10-3∙92,62+0,0698∙10-6∙92,63=11,8°С
Зміна атмосферного тиску зовні корпусу впливає на перегрів корпусу приладу відносно температури навколишнього середовища, а в середині корпусу – на перегрів нагрітої зони відносно температури корпусу приладу. Наявність отворів враховується коефіцієнтом, який залежить від відносної площі отворів.
P=SП/(l1∙l2)
де SП – сумарна площа отворів, м2. В нашому випадку SП=0,01 м2.
Р=0,01/(0,283∙0,166)=0,21
по результатам експериментальних випробувань встановлена залежність
kП=0,29+1/(1,41+4,95∙Р)
справедлива в діапазоні значень: 0≤Р≤0,8.
kП=0,29+1/(1,41+4,95∙0,21)=0,69
Виходячи з цього визначається перегрів корпусу блока
υк=0,93∙КН1∙ kП
перегрів нагрітої зони
υз=0,93 kП(υ1∙ КН1+( υ2/0,93- υ1)∙ КН2),
коефіцієнт КН1 визначається тиском повітря зовні приладу:
КН1=0,82+1/(0,925+4,6∙10-5∙Н1),
а коефіцієнт КН2 залежить від тиску середовища у середині приладу та визначається за формулою:
КН2=0,80+1/(1,25+3,8∙10-6∙Н2),
де Н1 та Н2 – атмосферний тиск, МПа, зовні та у середині приладу відповідно. Виходячи з цього маємо:
КН1=0,82+1/(0,925+4,6∙10-5∙0,1)=1,9
КН2=0,80+1/(1,25+3,8∙10-6∙0,1)=1,6
υк=7,5∙1,9∙0,69=9,7°С
υз=0,93∙ 0,69 (16,2∙1,9+( 21,6/0,93- 16,2)∙ 1,6)=16,5°С
По отриманим даним визначаємо перегрів повітря у приладі
υв=0,6∙υз
де υз – перегрів нагрітої зони.
υв=0,6∙26,5=15,9°С
Визначаємо середню температуру повітря у приладі за формулою:
Tв= υв+tc
де tc – температура оточуючого середовища;
Tв=15,9+35=50°С
Визначаємо температуру корпусу приладу за формулою:
Tк= υк+ tc
Tк=9,7+35=44,7°С
Визначаємо температуру нагрітої зони за формулою
Tз= υз+ tc
Tз=16,5+35=51,5°С
Отримані значення задовольняють роботоздатність пристрою.
4.2 Розрахунок віброміцності та удароміцності друкованої плати
Вібрації – це коливання конструкції, викликані періодичними впливами. Вібрації РЕА виникають при транспортуванні та експлуатації.
У результаті впливу вібрації можуть виникати механічні ушкодження елементів, порушитись контакти, цілісність пайок, різьбових та інших з’єднань.
Конструкція плати повинна бути вібростійкою і віброміцною. Вібростійкість визначає здатність апаратури до динамічних навантажень. Віброміцність визначає здатність апаратури витримувати без руйнування тривалі вібраційні навантаження.
Для розрахунку використаємо программу PLATA2VER21 згідно рекомендації [6, с. 44].
Вхідні данні для програми:
ρ - густина матеріалу плати,
