МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ФАКУЛЬТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

КАФЕДРА 404

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ»

Проектировал:

студент группы 04-317 Тулунин Е.В.

Консультировал:

к. т. н., профессор Борисов В.Ф.

Москва – 2003.

Лист для замечаний

СОДЕРЖАНИЕ.

Стр. Введение-------------------------------------------------------------------------------4 1.Техническое задание на разработку конструкции изделия---------------5

1.1.Наименование и области применения. 5

1.2.Основание для разработки. 5

1.3.Цель и задачи разработки. 5

1.4.Источники разработки. 5

1.5.Технические требования. 6

1.6.Стадии разработки. 8

1.7.Комплектность документации. 8

2.Схемо-техническая отработка конструкции--------------------------------9

2.1. Краткое описание принципа работы фазового детектора. 9

2.2. Конструкторско технологический анализ элементной базы. 10 3. Разработка конструкции РЭС-------------------------------------------------13

3.1. Выбор типа конструкции и компановочной схемы модуля. 13

3.2. Выбор системы охлаждения. 13

3.3. выбор конструкционных радио материалов. 14

3.4. Расчет элементов печатной платы и её площади. 16

3.5. Расчет размеров и разработка конструкции корпуса. 18

3.6. Разработка топологии печатной платы. 19

4. Оценка показателей качества конструкции--------------------------------20

4.1. Тепловое моделирование и расчет теплового режима

конструкции. 20

4.2. Расчёт вибропрочности. 23

4.3. Расчет надежности. 25

Список литературы--------------------------------------------------------------27

Введение.

Курсовая работа по дисциплине "Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств" представляет собой заключительный этап изучения данной дисциплины. Ее цель - подготовить студентов к самостоятельному решению проектно-конструкторских задач при выполнении дипломного проекта и последующей работе на предприятиях промышленности.

Задачами курсовой работы являются:

-систематизация, расширение и углубление теоретических знаний по дисциплине;

- развитие и закрепление практических навыков разработки конструкций и технологии радиоэлектронных средств (РЭС);

- приобретение опыта работы с нормативно-технической документацией, технической литературой и разработки конструкторской и технологической документации на РЭС.

В курсовой работе студенту предлагается разработать конструкцию бортового или наземного РЭС функционального различного назначения. Содержание конструкторских и технологических задач курсового проекта соответствует стадиям технического предложения, эскизного и технического проектирования. По сложности разрабатываемое РЭС относится к изделиям первого и более высоких структурных уровней.

1.Техническое задание на разработку конструкции изделия (фазового детектора на логических элементах).

1.1.Наименование и области применения.

Наименование изделия – фазовый детектор.

Применяется в устройствах бытовой аппаратуры для детектирования радиосигналов с фазовой модуляцией.

1.2.Основание для разработки.

Основанием для разработки служит задание на курсовое проектирование, выданное кафедрой №404 и утвержденное 25.02.03.

1.3.Цель и задачи разработки.

Целью разработки служит комплект конструкторско-технологической документации на фазовый детектор.

Задачами разработки являются: схемо-техническая отработка конструкции, разработка конструкции, оценка показателей качества, оформление конструкторской документации.

1.4.Источники разработки.

1.4.1.Литературные источники.

1. “Основы конструирования и технологии РЭС” Авт.: В. Ф. Борисов, А. А. Мухин, Ю.В. Чайка. Изд-во МАИ, 2000 год.

2. “Элементы РЭУ “ Б. И. Горошков. 1988 год.

3. “Конструирование радиоэлектронных средств” В.Б. Пестряков,

Б.Г. Гаврилов.-М.: Радио и связь, 1992 год.

1. “Справочник конструктора РЭА” Р. Г. Варламов. 1980 год.

1.4.2.Конструкторские аналоги.

Конструкторским аналогом служит фазовый детектор на микросхеме, который приведен в литературном источнике [2.стр.93.рис.6.1].

1.5.Технические требования.

1.5.1.Состав изделия и требования к конструкции.

Конструктивно изделие должно представлять собой модуль выполненный с применением печатного монтажа, заключенный в негерметичный корпус.

Требования к конструкции:

Масса не более 27.6 г.

Объём не более 69.см³.

Высота не более 3.1 см.

Площадь печатной платы не более 22 см².

1.5.2.Показатели назначения.

Фазовый детектор должен обеспечивать следующие значения функциональных показателей:

1. Крутизна фазовой характиристики-10^-3 в/градус.

2. Тактовая частота-1кГц.

3. Частота сигнала-10.7 МГц.

4. Полоса пропускания фазового детектора-50кГц.

5. Потребление от источника питания с напряжением +20в и +5в,5мА

1.5.3.Требования к надёжности.

Изделие должно обеспечивать следующие показатели надёжности:

-среднее время наработки на отказ фазового детектора не менее 66666 часов

-вероятность безотказной работы за 8 часов 0,9998.

1.5.4.Требования к уровню унификации и стандартизации.

В фазовом детекторе должны быть использованы унифицированные и стандартизированные изделия. Уровни унификации и стандартизации оцениваемые коэффициентами должны быть не ниже 0,7.

1.5.5.Требования к безопасности.

Изделие является безопасным при производстве, эксплуатации и ремонте по требованиям безопасности ГОСТ12.2.006-86.

1.5.6.Эстетические и эргономические требования.

Изделие должно отвечать требованиям информационной выразительности, целостности композиции, рациональности формы, а также психофизиологическим требованиям, антропометрическим и гигиеническим требованиям.

1.5.7.Условия эксплуатации.

Изделие должно сохранять работоспособность и обеспечивать значения параметров оговоренных в 1.5.2. при следующих уровнях окружающей среды:

1.Температура окружающей среды от –40 до +55С.

2.Диапазон частот вибрационных воздействий от 10 до 30 Гц. 3.Вибрационные перегрузки 19,6 м\с².

4.Пониженное атмосферное давление до 0.00000013гПа.

5.Относительная влажность при +35⁰С до 98%.

1.5.8.Дополнительные требования.

Изделие, должно быть выполнено на отечественной элементной базе с применением печатного монтажа. В изделии должны применяться материалы рекомендованные для применения в бытовой аппаратуре.

1.6.Стадии разработки.

Календарный план сдачи курсового проекта:

8.03. ТЗ и схемо-техническая отработка конструкции,

31.03. Разработка конструкции РЭС,

20.04. Расчет показателей качества,

25.05. Оформление записки и графической части,

26-30.05. Защита.

1.7.Комплектность документации.

В комплект документации должны входить:

-расчетно-пояснительная записка,

-схема электрическая принципиальная,

-чертёж общего вида фазового детектора,

-сборочный чертёж платы,

-чертеж деталей.

2.Схемо-техническая отработка конструкции.

2.1. Краткое описание принципа работы фазового детектора с приведением электрической схемы.

Фазовый детектор (Рис.1) построен на двух D-триггерах DD1.1и DD.2.На вход 1 устройства подают импульсный сигнал образованной частоты 1 кГц, а на вход 2-исследуемый сигнал. Если образцовый сигнал опережает по фазе исследуемый, то на входе триггера DD1.1,появляются положительные импульсы, длительность которых прямопропорциональна разности фаз но появляются они на выходе триггера DD1.2.Если фазовое рассогласование входных сигналов равно нулю, то на выходах триггерах DD1.1 и DD1.2 появляются узкие импульсы. Сигналы с выхода триггеров DD1.1 и DD1.2 поступают на транзистор VT1 и VT3 соответственно. Фильтр R8.C1 выделяет постоянную составляющую сигнала рассогласования по фазе. Эта составляющая может изменяться в пределах от 4 до 20в.

Рис.1

2.2. Конструкторско-технологический анализ элементной базы.

2.2.1. Обеспечение требований к массо-габаритным характеристикам фазового детектора.

Данный пункт ставит перед собой цель показать, что радио элементы(РЭ) использованные в электрической принципиальной схеме фазового детектора обеспечивают требования к массо-габаритным характеристикам фазового детектора.

Для решения поставленной задачи в таблице № 2.1 приведены массогабаритные характеристики РЭ.

Таблица№ 2.1

Данные таблицы №2.1 позволяют найти суммарные массу конструкции, объём конструкции и установочную площадь. Используя средне статистические значения относительных параметров конструкции РЭС по найденным значениям суммарных массы, объёма и установочной площади элементов можно оценить ожидаемые значения массо-габаритных характеристик фазового детектора.

Как показано в [1] масса конструкции m _k=q_m*m_эл , где q_m- коэфициент дезинтеграции по массе, m_эл – суммарная масса РЭ. Примем значение q_m=3 и определив по таблице №2.1 m_эл=9.2г, найдём что m_k= 27.6г. Сравнивая полученное значение с требованиями к массе записанной в ТЗ убеждаемся что выбранные РЭ обеспечивают требования к массе.