Конструирование и технология изготовления генератора "воющего" шума (стр. 2 из 10)

С учетом всего вышесказанного и руководствуясь схемой электрической принципиальной выберем следующие ЭРЭ:

1. В качестве постоянных резисторов выберем резисторы с корпусом С1-4 (R1, R2, R3, R4, R8, R9, R10).

Рисунок 1. Постоянный резистор С1-4

Таблица 1. Характеристики резистора С1-4 [27]

Номинальная мощность, Вт(при )	Диапазон номинальных сопротивлений	Ряд промежуточных значений, допуск	Диаметр,мм	Длина,мм
0,5 (70)	10Ом…10МОм	Е24, Е48+2; +5; + 10	5,5	13

2. Переменный резистор СП3-19 (R5, R6, R7).

Рисунок 2. Переменный резистор СП3-19

Таблица 2. Характеристики резистора СП3-24 [3]

Номинальная мощность, Вт(при )	Диапазон номинальных сопротивлений	Ряд промежуточных значений, допуск	Функциональная характеристика	Ширина,мм	Длина,мм	Высота,мм
0,25 (40)	680 Ом…1 МОм	Е6+20; + 30	А	14,5	56	18

3. Конденсатор с органическим диэлектриком К73-11 (С2).

Рисунок 3. Конденсатор К73-11

Таблица 3. Характеристики конденсатора К73-11 [5]

Номинальное напряжение, В	Диапазон номинальных емкостей, мкФ	Ряд промежуточных емкостей, допуск	Ширина,мм	Длина,мм	Высота,мм
400	0,022…1	Е6+5; +10; + 20	7…15	13…30	18

4. Полярный конденсатор К50-15 (С1).

Рисунок 4. Полярный конденсатор К50-15

Таблица 4. Характеристики полярного конденсатора К50-15 [7]

Номинальное напряжение, В	Диапазон номинальных емкостей, мкФ	Диаметр,мм	Длина,мм	Диаметр вывода,мм
250	2,2	9,7	35	0,9

5. Импортный биполярный транзистор 2N2222 (VT3).

Отечественный аналог – КТ3117А.

Рисунок 5. Транзистор 2N2222

Таблица 5. Характеристики биполярного транзистора 2N2222 [22]

Материал	Проводимость	Uкэmax,В	Iкэmax,A	Pк,Вт	Fгр,МГц	Масса,гр
Кремний	n-p-n	75	0,8	0,5	250	0,5

6. Импортный полевой транзистор 2N2646 (VT1, VT2).

Рисунок 6. Транзистор 2N2646

Таблица 6. Характеристики полевого транзистора 2N2646 [8]

Материал	Проводимость	Uкэmax,В	Iкэmax,A	Pк,Вт	Fгр,МГц	Масса,гр
Кремний	n-p-n	75	0,5	0,5	50	0,5

Модель корпуса аналогична корпусу транзистора 2N2646.

7.Звукоизлучатель.

Выберем для нашей схемы модель ЗП-2.

Рисунок 7. Звукоизлучатель [1]

8.Выключатель.

Выберем кнопочный выключатель PBS-10B.

Рисунок 8. Выключатель [6]

2.1.2 Выбор технологии изготовления, сборки и монтажа

Увеличение плотности печатного монтажа, тенденция к автоматизации технологических процессов изготовления печатных плат, необходимость уменьшения трудоемкости и повышения процента выхода годных изделий существенно обострили вопрос технологичности и серийнопригодности печатных плат. При реализации схемотехнических решений минимально необходимые размеры элементов печатного монтажа и их взаимное расположение определяются в результате расчета электрической схемы.

При разработке функционального узла с печатным монтажом должны учитывать следующие требования:

- Максимальные размеры ПП имеют много ограничений. Это и габариты фотошаблонов, и возможности сверлильных станков;

- метод изготовления печатных плат определяет основные конструкционные, технико-экономические и эксплуатационные характеристики функционального узла, а также выбор материала основания и количество металлизированных слоев печатных плат;

- разработка и изготовление печатных плат с высокой плотностью монтажа связана с большими конструктивными и технологическими трудностями.

Габариты печатной платы определяются количеством ЭРЭ, установленных на ней, и их установочными размерами. [17]

При разработке конструкции печатной платы необходимо учитывать следующие требования:

- печатные платы следует выполнять по возможности прямоугольной формы;

- основной шаг координатной сетки 2.5 мм, дополнительные 1.25 и 0.625 мм.

В целях для лучшего теплоотвода применим конструкцию односторонней печатной платы с металлизацией отверстий. В сторону выбора односторонней печатной платы говорит и то, что максимальную площадь занимают переменные резисторы, динамик и выключатель, которые должны выводиться на корпус устройства, т. е. располагаться на одной стороне ПП.Односторонние ПП обеспечивают самую высокую точность выполнения проводящего рисунка и совмещения его с отверстиями и при этом являются наиболее дешевым классом печатных плат.Для повышения прочности крепления элементов выберем одностороннюю ПП с металлизацией отверстий.

Метод изготовления печатной платы выбран на основании ОСТ 4.ГО054.043 и ОСТ 4.ГО054.058. Односторонние печатные платы изготавливаются комбинированным позитивным методом, основанным на применении одностороннего фольгированного диэлектрика. Этот метод сочетает в себе субтрактивный и аддитивный методы, т.е. основан как на операции нанесения проводящего слоя, так и на операции травления излишней металлизации. Металлизацию отверстий проводят электрохимическим методом, а проводящий рисунок схемы получают травлением меди с пробельных мест.

Печатные платы третьего класса - наиболее распространенные, поскольку, с одной стороны, обеспечивают достаточно высокую плотность трассировки и монтажа, а с другой - для их производства достаточно рядового, хотя и специализированного, оборудования.

В качестве вида пайки выберем пайку двойной волной припоя. Данный метод применяется для пайки дип-элементов и чип-корпусов, изготовленных по толстопленочной технологии.

Рисунок 9. Схема пайки двойной волной припоя

Первая волна обладает узкой направленностью с высоким зивихрением, высокой скоростью струи и сопла, исключает появление газовых полостей. Вторая волна устраняет перемычки припоя, созданные первичной волной.

2.2 Конструирование печатного узла

При конструктивной компоновке изделия необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Элементы схемы должны располагаться таким образом, чтобы электрические связи между ними были наиболее короткими;

2. Для исключения наводок цепей переменного напряжения на цепи выпрямленного напряжения эти цепи следует прокладывать в отдельных жгутах. Жгуты должны быть разнесены друг от друга. С этой целью трансформатор и дроссель следует располагать так, чтобы оси их катушек были взаимно перпендикулярны. Трансформаторы и дроссели должны быть по возможности удалены от усилительных элементов;

3. Тяжёлые элементы должны быть установлены ближе к точкам крепления шасси;

4. Элементы схемы должны располагаться так, чтобы полупроводниковые приборы, а также конденсаторы не подогревались другими элементами, выделяющими тепло;

5. Все элементы должны быть установлены так, чтобы была обеспечена возможность их замены без демонтажа других деталей. [24]

2.2.1 Расчет конструкции печатной платы

Выберем в качестве материала печатной платы фольгированный стеклотекстолит FR-4 со следующими характеристиками:

-толщина материала 1 мм;

-толщина фольги 0,035мм.

Согласно классу точности 3 (ГОСТ 23751-86), отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине печатной платы равно 0,33:

По ГОСТ 10317-79 минимальный допустимый диаметр металлизированного отверстия равен 0,4мм.

Применение металлизированных КП обосновано тем, что их можно использовать в качестве переходных отверстий.

При расчете диаметра металлизированного отверстия следует предусматривать гарантированный зазор (не менее 0,1 мм) для заполнения металлизированного отверстия расплавленным припоем.

d = ds + |∆| + 0,1 (2.1)

d - диаметр отверстия;

ds - диаметр или диагональ вывода;

|∆| - модуль (абсолютное значение) нижнего значения допуска на отверстие. Согласно ГОСТ 23751-86, для отверстий с металлизацией и оплавлением диаметром до 1,0 мм включительно, величина |∆| принимается равной 0,13мм; для отверстий большего диаметра |∆| брать равным 0,15мм.