Расчет резонансной частоты печатного узла 1 страница

Этап 2. Определение температуры нагретой зоны

1. Рассчитываем удельную поверхностную мощность нагретой зоны блока q _нз:

где S _нз — площадь внешней поверхности нагретой зоны блока, .

2. По графику на рис. 4.2 задаемся перегревом нагретой зоны блока в первом приближении .

3. Рассчитываем температуру нагретой зоны блока

Таким образом, электрорадиоэлементы блока будут находиться при температуре нагретой зоны. Если данная температура превышает предельно допустимую температуру критического электрорадиоэлемента, то необходимо проводить дополнительные мероприятия по обеспечению теплового режима блока.

Под вибрацией ЭА понимают механические колебания ее элементов или конструкции в целом. Вибрация может быть периодической или слу­чайной. В свою очередь периодическая вибрация подразделяется на гар­моническую и полигармоническую, а случайная - на стационарную, нестационарную, узкополосную и широкополосную.

Вибрацию принято характеризовать виброперемещением, виброскоростью и виброускорением.

Виброперемещение при гармонической вибрации определяется как

,

где Z - амплитуда виброперемещения; w - частота вибраций.

Виброскорость и виброускорение находят в результате дифферен­цирования

Виброускорение при гармонической вибрации опережает по фазе виброперемещение на угол p, виброскорость на угол p/2.

Амплитуды виброперемещения Z, виброскорости w Z., вибро­ускорения w² Z и угловая частота колебании являются основными характеристиками гармонической вибрации. Однако кроме них гармони­ческую вибрацию можно характеризовать вибрационной перегрузкой

Частота собственных колебаний печатных узлов на печатных платах определяется как частота собственных колебаний равномерно нагруженной пла­стины и вычисляется в соответствии с соотношением

(5.1)

где а и b — длина и ширина пластины; D — цилиндрическая же­сткость;

;

Е — модуль упругости; h — толщина пластины; v — коэффициент Пуассона; М — масса пластины с электрорадиоэле­ментами; — коэффициент, зависящий от способа закрепления сторон пластины, определяется по общей формуле

Таблица 5.1.

Характеристики материалов оснований печатных плат

Материал	E ×10^10, Н/м^2	n	r.10^3, кг/м^3
СТЭФ толщиной 1,33 мм	3,2	0,279	2,47
МТЭ толщиной 1,22 мм	3,5	0,214	1,98
НФД толщиной 0,92 мм	3,45	0,238	2,32
СФ с печатной схемой	3,02	0,22	2,05
Сталь		0,3	7,8
Алюминий	7,3	0,3	2,7

Коэффициенты приведены в табл. 5.2. Если прогиб и угол поворота на краю пластины равны нулю, то этот край счи­тают жестко защемленным. Если прогиб и изгибающий моменты равны нулю, то этот край опертый, и если изгибающий момент и перерезывающая сила равны нулю, то этот край свободный.

Для пластины, закрепленной в 4-х точках

(5.2)

Таблица 5.2.

Варианты закрепления плат

№	Эскиз	Коэффициенты	№	Эскиз	Коэффициенты
	закрепления	k	a	b	g		закрепления	k	a	b	g
		9,87						22,4
		9,87		2,33	2,44			22,4
		15,4		0,95	0,41			3,52
		9,87		2,57	5,14			3,52
		22,4		0,48	0,19			15,4
		15,4		1,11				15,4
		22,4		0,57	0,47			3,52		5,56	19,2
		15,4		1,19	2,1			15,4		0,29	0,05
		22,37		0,61				3.52		1,58
		3,52						3,52		1,58
		9,87						22,4		0,1
		9,87						22,4		0,1
		9,87		0,43				15,4		0,34
		9,87		0,43				15,4		0,34
		3,52		5,97	40,5			9,87	1,26	0,6
		22,4		0,14	0,02			9,87		0,6	1,26
		3,52		2,48

6. Расчет ударопрочности конструкций приборной аппаратуры

Конструкции ЭА отвечают требованиям ударопрочности, если перемещение и ускорение при ударе не превышают допустимых значений, а элементы конструкции обладают запасом прочности на изгиб. В связи с тем, что изгибные напряжения в элементах конструкции в конечном счете определяются величиной перемещений (прогибов), расчет ударопрочности конструкции может быть сведен к нахождению запаса прочности элементов при прогибе.

Исходными данными для расчета являются: масса т и геометрические размеры элемента конструкции; характеристики материала (модуль упругости Е; плотность r; коэффициент Пуассона n); перегрузки при ударе ; и длительность удара .

Форма ударного импульса определяется зависимостью ударного уско­рения а (t) от времени (рис. 6.1). При анализе ударных воздействий реальную форму ударного импульса заменяют более простой, например прямоугольной, треугольной, полусинусоидальной.

Рис. 6.1. Формы ударных импульсов: 1 - полусинусоидальная;

2 – четвертьсинусоидальная; 3 - прямоугольная; 4 - треугольная; 5 - трапецевидная

За амплитуду ударного импульса принимают максимальное ускорение при ударе - а _мах. Длительностью удара t_и называет интервал времени, в течение которого действует ударный импульс.

Методика расчета заключается в следующем.

На первом шаге, по заданным параметрам удара необходимо определить амплитуду ускорения при ударе , значение скорости в начальный момент удара или эквивалентную высоту падения массы H ₀ = V ₀²/2 g.

Далее находится частота свободных колебаний конструкции , по значению которой вычисляется максимальный прогиб упругого элемента при ударе. В зависимости от модели, к которой приводится реальная конструкция, расчет частоты свободных колебаний производится по формулам (5.1), (5.2).

Составляющим максимального прогиба упругого элемента конструкции при ударе является статический прогиб Z _cm = mg/k. Частота свободных колебаний может быть представлена следующим образом

,

отсюда коэффициент жесткости .

Знание статического прогиба , скорости в начальный момент удара и частоты свободных колебаний позволяют найти максимальный прогиб упругого элемента (максимальное перемещение массы)

и полную дополнительную деформацию Z _Д упругого элемента

.

Таблица 6.1.

Допустимые стрелы прогиба фольгированных материалов

Толщина листа	Допустимая стрела прогиба, мм
Одностороннее фольгирование	Двустороннее фольгирование
Гетинакс	Стеклотекстолит	Гетинакс	Стеклотекстолит
0,8
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0

Генератор импульсов, схема электрическая принципиальная (Задание 1)

R1,R2	С2-23-0,25-47 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R3	С2-23-0,25-1 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R4	С2-23-0,25-100 Ом ±10% ОЖО.467.104 ТУ
С1	КТП-2Ба – М47 – 1000 пФ±10% ОЖ0.460.036ТУ
VT1	КТ315А СБ0.336.030ТУ
DD1	К155ЛА3 ЩИ4.877.029ТУ
VD	Д220 СМ3.362.010 ТУ
	Uпит =5В±5% I = 20мА fгр = 100кГц
	Условия эксплуатации – бортовая самолетная аппаратура
	Программа выпуска 200 000 плат в год

Фильтр низких частот, схема электрическая принципиальная (Задание 2)

R1,R2,R3,R4	С2-23-0,25-18 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R5	С2-23-0,25-6,8 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R6	С2-23-0,25-91 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R7,R8	С2-23-0,25-100 Ом ±10% ОЖО.467.104 ТУ
С1,C2,C3	K73-5 – 0,22 мкФ ±10% ОЖ0.461.073ТУ
C4	K73-5 – 2200 мкФ ±10%
C5	K73-5 – 0,05 мкФ ±10%
DA1	К140УД1А ЩИ4 106. 013 ТУ
	Uпит =6В±5% I = 30мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – бортовая самолетная аппаратура
	Программа выпуска 200 000 плат в год

Фильтр, схема электрическая принципиальная (Вариант 3)

R1,R2	С2-23-0,25-58 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R3	С2-23-0,25-24 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
С1	МБМ – 160 – 1,0 мкФ ± 10% ГОСТ5171-69
С2	КТ-1 – 820пФ ± 20% ОЖ0.460.030 ТУ
C3	KД26 – 130 пФ ± 20% ОЖ0.460.036ТУ
C4	KД26 - 430 пФ ± 20%
DA1	К140УД1А ЩИ4 106. 013 ТУ
	Uпит =6В±5% I = 40мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – морская аппаратура
	Программа выпуска 200 000 плат в год

Формирователь импульсов, схема электрическая принципиальная (Вариант 4)

R1	С2-23-0,25-390 Ом ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R2	С2-23-0,25-56 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R1	С2-23-0,25-5,1 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
DD1	К1ЛБ553 ЩИ4.877.029 ТУ
VT1	K315Б СБО.336.030ТУ
VD1	Д200 ТР3. 362.067 ТУ
С1	К71-7-250В-0,01 мкФ ±10% -В ОЖО.460.172 ТУ
	Uпит = 5В±5% I = 16мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – наземная станция
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Фильтр, схема электрическая принципиальная (Вариант 5)

R1,R2	С2-23-0,25-3,5 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R3	С2-23-0,25-470 Ом ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R4, R5	С2-23-0,25-1 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R6	С2-23-0,25-8,2 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R7	С2-23-0,25-100 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
C1	МБМ160 – 0,022 мкФ ± 10% ГОСТ 5171-69
DD1	K155ЛА6 АДБК.431200.731 – 11 ТУЩИ4.877.029ТУ
VT1, VT2, VT3	K315Б СБО.336.030ТУТУ
	Uпит = 5В±5% I = 16мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – наземная станция
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Генератор интервалов времени, схема электрическая принципиальная

(Вариант 6)

R1	С2-33 - 0,25 – 24МОм ±10% A ОЖО.467.093 ТУ
R2	С2-33 - 0,25 – 560 кОм ±10% A ОЖО.467.093 ТУ
R3	С2-33 – 0,25 – 100 кОм ± 10% A ОЖО.467.093 ТУ
VD1,VD2,VD3,VD4	КД521 –ДР3.362.035-01ТУ
С3	КТ2-50 3/20пФ - ЯАВЦ 673655.001 ТУ
DD1	K561ЛА7 ЩИ4.877.029ТУ
DD2	K561ИЕ16 СБО.336.030ТУТУ
ZQ1	Кварц РК422-4АК-264 кГц-16pF-1- АСТП.433510.011 ТУ
	Uпит = 9В±5%, I = 16мА
	Условия эксплуатации – морская аппаратура
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Приемник ИК команд, схема электрическая принципиальная (Вариант 7)

R1	С2-23-0,25-20 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R2	С2-23-0,25-10 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R3	С2-23-0,25-5,1 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R4	С2-23-0,25-1,5 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R5	С2-23-0,25-10 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R6	С2-23-0,25-220 Ом ±10% ОЖО.467.104 ТУ
C1	К50-68-16В-100 мкФ ±20% ЕВАЯ.673 541.003 ТУ
DA1	TSOP 1736 VishayTelefunken Intertechnology Inc
VT1	KT209E АА0.336.065ТУ
VT2	КТ3102Б ААО.336.122ТУ
VD1	AЛ307БМ аАО.336.076ТУ
	Uпит = 5В±5% I = 16мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – наземная станция
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Генератор интервалов времени, схема электрическая принципиальная

(Вариант 8)

R1	С2-23-0,25-100 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R2	С2-23-0,25-110 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R2*	С2-23-0,25-22 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R3	С2-23-0,25-3,3 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R4	С2-23-0,25-10 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
C1	К50-68-50В- 4,7 мкФ ±20% ЕВАЯ.673 541.003 ТУ
C2	К71-7-250В-0,01 мкФ ±10% -В ОЖО.460.172 ТУ
DD1	КП512ПС10 бКО.348.683-02ТУ
VD1	КД521 аАО. 336.650ТУ/02
VD2	KД209Б АА0.336.065ТУ
VT1	КТ940А аАО.336.246 ТУ/02
К1	РЭС6 РФ4.523.009ТУ
	Uпит = 5В±5% I = 16мА
	Условия эксплуатации – морская аппаратура
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Генератор, схема электрическая принципиальная (Вариант 9)

R1	С2-23-0,25-510 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R2	С2-23-0,25-470 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R3	С2-23-0,25-390 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R4	С2-23-0,25-8,2 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
С1	К71-7-250В-0,01 мкФ ±10% -В ОЖО.460.172 ТУ
C2	К50-68-20В- 4,7 мкФ ±20% ЕВАЯ.673 541.003 ТУ
С3	КТ-1 – 10нФ ± 20% ОЖ0.460.030 ТУ
С4	К71-7-250В-1 мкФ ±10% -В ОЖО.460.172 ТУ
С5	KД26 – 68 пФ ± 20% ОЖ0.460.036ТУ
DD1	K561ЛА7 ЩИ4.877.029ТУ
VD1, VD2, VD3	KД521 аАО. 336.650ТУ/02
	Uпит = 12В±5% I = 16мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – наземная станция
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Фильтр полосовой, схема электрическая принципиальная (Вариант 10)

R1	С2-23-0,25-10 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R2	С2-23-0,25-10 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R3	С2-23-0,25-3 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R4	С2-23-0,25-8,2 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R5	С2-23-0,25-10 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R6	С2-23-0,25-3 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
С1	KД26 – 130 пФ ± 20% ОЖ0.460.036ТУ
C2	KД26 – 130 пФ ± 20% ОЖ0.460.036ТУ
С3	КТ-1 – 10нФ ± 20% ОЖ0.460.030 ТУ
С4	К71-7-250В-1 мкФ ±10% -В ОЖО.460.172 ТУ
DА1,DА2	KР140УД1Б бК0.348.095-01 ТУ/02
	Uпит = ±15В±5% I = 16мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – самолетная аппаратура
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Регулятор с датчиком Холла, схема электрическая принципиальная (Задание 11)

R1	С2-23-0,25-430 Ом ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R2	С2-23-0,25-1,5 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R3	С2-23-0,25-4,7 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R4	С2-23-0,25-1 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R5	С2-23-0,25-1 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R6	С2-23-0,25-10 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R7	С2-23-0,25-180 Ом ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R8	С2-23-0,25-1 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
С1	К50-68-25В- 50 мкФ ±20% ЕВАЯ.673 541.003 ТУ
C2	К71-7-250В-0,01 мкФ ±10% -В ОЖО.460.172 ТУ
С3,С4	КТ-1 – 30нФ ± 20% ОЖ0.460.030 ТУ
VD1	КС147А СМЗ.362.812ТУ
VD2,VD3	KД521 аАО. 336.650ТУ/02
VT1	КТ503 аАО.336.183 ТУ/02
VT2	КТ817 аАО.336.187 ТУ/02
ZQ1	РК429С 6321-007-07614320-98 СД1 4,0 МГц
DD1	PIC16F84A -04/P (MICRO CHIP)
	Uпит = ±15В±5% I = 16мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – самолетная аппаратура
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Цифровой термометр, схема электрическая принципиальная (Задание 12)

R1	С2-23-0,25-3 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R2	ТРФ-1 100 кОм ДИЛС.434121.001ТУ, ОЖО.468.051 ТУ
R3	С2-23-0,25-3,3 МОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
R4	СП5-2, 1 Вт, 47 кОм, ОЖО.468.559 ТУ
R5	С2-23-0,25-16 кОм ±10% ОЖО.467.104 ТУ
С1	К10–79 680 пФ АЖЯР.673511.004 ТУ
C2	К73-15М 0,1мкФ АДПК.673633.017 ТУ
С3	К10–79 360 пФ АЖЯР.673511.004 ТУ
VD1	KД521 аАО. 336.650ТУ/02
VD2	KД521 аАО. 336.650ТУ/02
DD1	К176ЛА7 бКО.348.047-01ТУ
	Uпит = 9В±5% I = 16мА fгр = 250кГц
	Условия эксплуатации – самолетная аппаратура
	Программа выпуска 150 000 плат в год

Дата добавления: 2015-06-29