Цифровое устройство «Многотональная сирена на одной 561ЛН2»

Сигнал генератора тона усиливается по мощности транзисторами VT2, VT3 и воспроизводится громкоговорителем BA1 [11].Буферный каскад, выполненный на элементахDD1.5, DD1.6 согласует входное сопротивление транзисторов VT2, VT3 выходного усилителя низкой частоты с выходным сопротивлением тонального генератора (выход инвертора DD1.4).Резисторы R5, R6 ограничивают базовые токи транзисторов VT1, VT2, работающих в ключевом режиме.Расчет выполнен в разделе 5 Записки.Питание схемы осуществляется от автономного источника питания постоянного тока напряжением от +5 до +15В через выключатель S1.7 Структурная схемаСтруктурная схема электронной части генератора сирены (рис. 7.1) состоит из:генератора частотной модуляции;генератора тона;модулятора;буферного каскада;усилителя низкой частоты.Рисунок 7.1 – Структурная схема многотональной сиреныВырабатываемая генератором тона последовательность импульсов тональной частоты усиливается буфером, усилителем низкой частоты и воспроизводится громкоговорителем.Генератор частотной модуляции (ЧМ) вырабатывает сигнал с частотой порядка 2 Гц. Модулятор управляется генератором ЧМ и производит частотную модуляцию тональной последовательности.8 Трассировка печатной платы8.1. Расчет размеров платыСуммарная площадь, занимаемая всеми компонентами на поверхности печатной платы сирены, рассчитана по формуле [13]и сведена в таблицу 8.1.Расчет суммарной площади производится исходя из площади, занимаемой фиксирующими отверстиями, элементами схемы и коэффициента, учитывающего класс точности.Таблица 8.1Суммарная площадь, занимаемая всеми компонентами на поверхности платы№Тип элементаммммед.К-во, шт., мм2Обозначение на схемеРезисторы1МЛТ 0,1257,53,2246144R1 – R6Конденсаторы2К50-35-63в40,5281С1, С33КМ-5Б Н907,53,224124С14К50-35-16в121131113C4Диоды5КД521А7,53,224124VD1Транзисторы6КТ3157,54,533,8133,8VT17KT814,8158432264VT2, VT3Микросхемы8К561ЛН219,57,5146,31146,3DD1Контактные площадки84416348Места, занимаемые фиксирующими отверстиями97,57,5574228Итого (мм2)Ближайший размер, в соответствии с ОСТ 4.010.020-83, при соотношении сторон 2:3 составляет 35 х 45 мм.Итого, выбираем размер платы 35 х 45 мм.8.2. Выбор класса точности и шага координатной сетки.Разрабатываемая ПП с дискретными ЭРИ имеет относительно небольшую насыщенность поверхности ПП навесными изделиями. Принимаем класс точности – второй. Наименьшие номинальные значения основных размеров элементов конструкции приведены в табл. 8.2.Таблица 8.2.Наименьшие номинальные значения основных размеров элементов конструкции для 2 класса точностиНаименованиеУсловное обозначениеНоминал, ммШирина печатного проводникаt0,45Расстояние между краями элементов проводящего рисункаS0,45Гарантийный поясок (расстояние от края отверстия до края контактной площадки данного отверстия)b0,20Отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине ПП0,40Принимаем шаг координатной сетки 1,25 мм8.3. Выбор числа слоев.Средняя плотность монтажа дает основания выбрать плату с двумя проводящими слоями. 8.4. Выбор материала основания и толщины платы.Для изготовления основания ПП выбираем материал Стеклотекстолит СФ-2-35-0,8 ГОСТ 10316-78. Толщина 0,8 мм, двусторонним нанесением слоя фольги 35 мкм.8.5. Расчет диаметров монтажных отверстий.Ширина вывода микросхемы DD1 составляет 0,5 мм. Транзисторы VD1, VD2, VD3 имеют выводы сечением 0,45х0,45 мм. Конденсаторы, резисторы, диоды - круглое сечение выводов диаметром 0,5 мм. Диаметр монтажного отверстия ,где ширина вывода лимитирующего элемента (микросхем DD1, DD2). Принимаем – монтажные отверстия с металлизацией - диаметр 0,8 мм.Фиксирующие отверстия – диаметр 3,0 мм.8.6. Расчет диаметров контактных площадок.Наименьший диаметр контактной площадки рассчитывается по формуле ,где: – верхнее предельное отклонение диаметра отверстия; – верхнее предельное отклонение диаметра контактной площадки; – величина подтравливания металла в отверстии; - нижнее предельное отклонение диаметра контактной площадки; - позиционный допуск на смещение осей отверстий; - позиционный допуск на смещение центров контактных площадок.Для второго класса точности наименьший диаметр контактной площадки монтажного отверстия составляет 2,3 мм. 8.7. Расчет ширины печатных проводников.Минимальная ширина проводника сигнальной цепи по допустимому падению напряжения определяется по формуле, где: - запас помехоустойчивости, для современных КМОП микросхемI – максимальный ток в сигнальной цепи, с большим запасом примем равным 10 мА.Минимальная ширина проводника цепей питания определяется по формулеФактически, для наших условий, допустимое падение напряжения на проводниках как сигнальных, так и питающих цепей не является лимитирующим. Принимаем минимальную ширину печатного проводника согласно второму классу точности 0,45 мм (табл.8.2).8.8 Выбор величины зазоров между проводниками.Минимальный зазор между проводниками, определяемый величиной допустимого рабочего напряжения менее 25В для платы из стеклотекстолита СФ составляет 0,1 .. 0,2 мм [14].Минимальный зазор между краями проводников для второго класса точности 0,45 мм.Принимаем большее значение: минимальный зазор между проводниками 0,45 мм.8.9 Размещение элементов.Размещение элементов на ПП должно быть рациональным с учетом электрических связей, теплового режима и условий эксплуатации. Размещение должно обеспечивать минимальную длину связей, минимальное число переходов печатных проводников со слоя на слой, минимизацию паразитных связей между элементами, лучшие условия теплоотвода [15].Результат выполнения работы по размещению элементов на ПП представлен на чертеже КП.00000.17.004 СБ «Многотональная сирена. Сборочный чертеж».8.10 Конструирование элементов проводящего рисунка и трассировка соединений.Задачей трассировки является нахождение трасс соединений на ПП с учетом ряда критериев: минимальная длина трасс, минимальное число пересечений, минимальные наводки, равномерная плотность размещения трасс на плате [16].Результат выполнения работы по трассировке ПП представлен на чертеже КП.00000.17.004 «Многотональная сирена. Печатная плата».ЗаключениеВ процессе выполнения курсовой работы рассмотрены и решены следующие задачи:1) Описан принцип работы многотональной сирены.2) Описано применяемое оборудование.3) Выполнена постановка задачи.4)Описана предметнаяобласть.5) Выполнен расчет электрических узлов.6) Рассмотрена электрическую принципиальная схема.7) Рассмотрена электрическую структурная схема.8) Выполнен расчет и трассировка печатной платы.Список используемой литературы1. Гуляева Л.Н.Технология монтажа и регулировки радиоэлектронной аппаратуры и приборов. М.: Академия, 2009.2. http://www.sdelai-sam.su/K561LN2.html3. http://tec.org.ru/board/k561ln2/149-1-0-14184. http://lib.chipdip.ru/031/DOC001031294.pdf5. http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/1.html6. http://housea.ru/index.php/electronics/157737. http://digteh.ru/digital/CMOS.php8. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/50860/FAIRCHILD/CD4069.html9. http://cxem.net/beginner/beginner26.php10. http://www.radioman-portal.ru/pages/1602/11. http://rcl-radio.ru/?p=282412. http://www.radioshema.ru/sound/723--5612.html13. Ушаков Н.Н. Технология производства ЭВМ: Учеб. – М.: Высшая школа, 1991. – 416 с.14. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. – М.: Высшая школа, 1990. – 432 с.15. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учеб. / К.И, Билибин, А.И. Власов, Л.В. Журавлева и др. под общ. ред. В.А. Шахнова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 528 с.16. http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/1.htmlПриложение А. Перечень элементовПоз. обознач.НаименованиеКол.ПримечаниеМикросхемыDD1K561ЛН21ТранзисторыVT1КТ315Г1VT2КТ815Г1VT3КТ814Г1КонденсаторыC1, C3К50 – 35 – 10 мкФ х 63В2C2КМ - 5Б Н90 - 15нФ ± 10%1C4К50 – 35 – 470 мкФ х 16В1Резисторы МЛТ-0,125 ГОСТ 7713 – 77R1, R233кОм ± 5% 2R361кОм ± 5%1R422кОм ± 5%1R5, R61кОм ± 5%2