4) коэффициент заполнения блока;
5) габаритные размеры блока;
6) время непрерывной работы t.
Приведем порядок расчета блока в герметичном корпусе:
1) рассчитывается поверхность корпуса блока по формуле:
Sк=2[l1*l2+(l1+l2)*l3],(3.13)
где l1,l2 – горизонтальные размеры корпуса;
l3 – вертикальный размер корпуса.
2) определяется условная поверхность нагретой зоны по формуле
Sк=2[l1*l2+(l1+l2)*l3*Кз], (3.14)
где Кз – коэффициент заполнения.
3) определяется удельная мощность корпуса по формуле:
qк=Рз/Sк (3.15)
где Рз – мощность, рассеиваемая нагретой зоной.
4) рассчитывается удельная мощность нагретой зоны
qз=Рз/Sз (3.16)
5) находится коэффициент J1 в зависимости от удельной мощности корпуса блока
J1=0.1472*qк-0.2962*10-3*qк2+0.3127*10-6*qк3 (3.17)
6) находится коэффициент J2 в зависимости от удельной мощности нагретой зоны:
J2=0.1390*qз-0.1223*10-3*qз2+0.0698*10-6*qз3 (3.18)
7) находится коэффициент Кн1 в зависимости от давления среды вне корпуса блока :
Кн1=0.82+,(3.19)
где Н1 – величина атмосферного давления вне корпуса.
8) находится коэффициент Кн2 в зависимости от давления среды внутри корпуса блока Н2
Кн2=0.8+, (3.20)
9) определяется перегрев корпуса:
Jк=J1*Кн1. (3.21)
10) рассчитывается перегрев нагретой зоны:
Jз=Jк+(J2–J1)*Кн2. (3.22)
11) определяется средний перегрев воздуха в блоке:
Jв=0.5*(Jк+Jз)(3.23)
12) определяется удельная мощность элемента:
qэл=Рэл/Sэл(3.24)
где Рэл – мощность, рассеиваемая элементом, температуру которого требуется определить;
Sэл – площадь поверхности элемента, омываемая воздухом.
13) рассчитывается перегрев поверхности элементов:
Jэл=Jз(а+b*qэл/qз) (3.25)
14) рассчитывается перегрев окружающей элемент среды:
Jэ-с=Jв(0.75+0.25*qэл/qз)(3.26)
15) определяется температура корпуса блока:
Тк=Jк+Тс (3.27)
где Тс – температура окружающей среды;
16) определяется температура нагретой зоны:
Тз=Jз+Тс (3.28)
17) определяется температура поверхности элемента:
Тэл=Jэл+Тс(3.29)
18) находится средняя температура воздуха в блоке:
Тв=Jв+Тс(3.30)
19) рассчитывается температура окружающей среды:
Тэ-с=Jэ-с+Тс (3.31)
Расчет конструкции на виброзащищенность
Для того чтобы проверить насколько хорошо защищено проектируемое устройство от механических воздействий, необходимо провести расчет собственной частоты вибраций платы. В данном случае плата является единственной колебательной системой. Жесткость платы зависит от материала, формы, геометрических размеров и способа закрепления.
Печатная плата имеет прямоугольную форму следующих размеров:
axbxh=280 мм x 150 мм x 1.5 мм
При расчете собственной частоты вибрации печатной платы используют следующие допущения:
плата представляется в виде модели распределенными массами и упругими демпфирующими связями;
ЭРЭ на плате располагаются равномерно на ее поверхности;
плата с элементами принимается за тонкую пластину, так как b/h<0,1, толщина платы принимается постоянной, h = const;
материал платы однородный, идеально упругий, изотропный;
возникающие изгибные деформации малы по сравнению с толщиной платы;
при изгибе платы нейтральный слой не подвергается деформации растяжения (сжатия).
Для пластин с четырьмя точками крепления частота собственных колебаний платы, определяется по формуле:
, (3.11)
где a = 0,28 м. длинна платы;
b = 0,15 м. ширина платы;
цилиндрическая жесткость платы, ;
;
распределенная по площади масса платы и элементов, .
Цилиндрическая жесткость платы определяется по формуле:
(3.12)
где - модуль упругости материала платы;
- толщина платы;
- коэффициент Пуассона.
(3.13)
Распределенная по площади масса платы и элементов определяется из выражения:
, (3.14)
где - удельная плотность материала платы;
- масса элементов, установленных на плате, .
, (3.15)
где - масса i - го элемента, установленного на плате, ;
n = 40 - количество элементов, установленных на плате.
Воспользовавшись справочными данными получим mэ = 104,2´10 –3 кг. следовательно,
Подставляя найденные величины в формулу (4.2.1), определим минимальную частоту собственных колебаний платы. Она будет минимальной при , .
В результате механических воздействий печатная плата подвержена усталостному разрушению, в особенности при возникновении механического резонанса. Чаще всего усталостные отказы проявляются в виде обрыва проводников, разрушения паяных соединений, нарушения контактов в разъемах. Подобные разрушения можно предотвратить, если обеспечить выполнение условия
(3.16)
где - минимальная частота собственных колебаний платы;
- ускорение свободного падения, g = 9,8м/c2;
- безразмерная постоянная, выбираемая в зависимости от частоты собственных колебаний и воздействующих ускорений.
- максимальные вибрационные перегрузки, выраженные в единицах g.
Следовательно,
¦min 85Гц
Значит, проектируемая плата будет иметь достаточную усталостную прочность при гармонических вибрациях.
Определим эффективность виброзащиты по формуле:
, (3.17)
где - верхняя частота диапазона воздействующих частот, Гц;
- резонансная колебаний печатной платы, Гц.
Подставив значения, получим:
.
Таким образом, можно сказать, что спроектированное устройство на 44% защищено от вибрационных воздействий.
3.1 Разработка принципиальных схем синтезатора
Цифровой синтезатор частотно – модулированных сигналов позволяет формировать л.ч.м. – сигналы и предназначен для работы в составе л.ч.м. – ионозонда в качестве возбудителя передатчика.
На принципиальной схеме цифрового синтезатора частотно – модулированных сигналов наиболее полно изображены все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все связи между ними, а также элементы подключения, которыми заканчиваются входные и выходные цепи.
Принципиальная схема цифрового синтезатора ч.м. – сигналов
Принципиальная схема цифрового сиртезатора приведена на схеме 003.Э3. В качестве опорного генератора использован стандарт частоты и времени Ч1 – 73, частота которого удваивается при помощи умножителя частоты; блок задержки выполнен на триггерах Шмитта DD1, ждущих мультивибраторах DD2 и логических элементах DD3; оба блока ПЗУ – DD4 – DD7; регистр памяти Рг1 объединен в одном корпусе с накопителем Н1 – DD10, DD11, а регистр памяти Рг2 с накопителем Н2 – DD8, DD9; цифроаналоговый преобразователь DD12 включает в свой состав также преобразователь кодов. Устройство работает следующим образом. Сигнал опорного генератора (Ч1 - 73) частотой 5 МГц поступает на удвоитель частоты, и на вход 1/DD1 подается сигнал с тактовой частотой fТ = 10 МГц, из которого формируются импульсы формы “меандр”, разнесенные по времени на величину задержки переключения триггеров Шмитта: CLK1, CLK2, CLK3, CLK4, которые подключены к входам синхронизации 2/DD8 – DD11.
По положительному фронту импульса запуска fз запускаются ждущие мультивибраторы, собранные на микросхеме DD2, которые формируют импульсы отрицательной полярности длительностью t1 = 0.333 мкс и t2 = 0.1 мкс. Эти импульсы служат для записи кода начальной частоты во входной регистр первого накопителя. Из управляющей э.в.м. адрес кода начальной частоты Сi поступает на адресные входы 8 – 1, 23, 22, 19/DD4 – DD7. С приходом первого тактового импульса 32 – разрядный код Ci записывается в регистр первого накопителя (DD8, DD9), по второму тактовому импульсу происходит установка в “0” его входного регистра и сумма S = Ci + 0 переписывается в регистр второго накопителя (DD10, DD11). После завершения действия импульсов запуска с каждым последующим тактовым импульсом будет происходить изменение результата суммирования в первом накопителе DD8, DD9, который является счетчиком частоты по формуле:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
