Усилитель мощности на однопереходном транзисторе

-                       необходимо обеспечить легкий доступ к деталям, узлам, блокам в конструкции для ремонта, контроля и обслуживания;

-                       расположение элементов конструкции должно так же обеспечивать технологичность монтажа и сборки с учетом использования автоматизации этих процессов;

-                       габариты и масса изделия должны быть минимально возможными.

Паразитные обратные связи определяются взаимным расположением отдельных частей конструкции и соединяющих их проводников и могут возникать не только между отдельными элементами, но и между узлами, блоками, приборами, что нарушает устойчивость работы схемы. Для устранения паразитных обратных связей, прежде всего, необходимо рациональное размещение элементов в конструкции. Однако этого иногда недостаточно и приходится применять различные конструкционные меры.

                                                                                        Выбор способа монтажа

Под монтажом понимается совокупность электрических соединений между ЭРЭ и узлами РЭА, выполненная в соответствии со схемой электрической принципиальной.

Монтаж РЭА должен иметь:

1.       высокую надежность соединений;

2.       минимальную длину проводников и объем, занимаемый монтажом;

3.       минимальное комплексное сопротивление проводников и контактов;

4.       минимальную трудоемкость в производстве;

5.       стабильность параметров при воздействии дестабилизирующих факторов (изменение температуры, влажности и т.д.);

6.       максимальное единообразие для всех узлов, субблоков и блоков в пределах РЭА;

7.       свободный допуск к ЭРЭ в процессе регулировки и ремонта.

В данном случае выбираем печатный монтаж, который в настоящее время широко применяется в РЭА серийного и массового производство.

Достоинства печатного монтажа:

                        малые габариты и масса печатных узлов;

                        стабильные значения паразитных параметров монтажа;

                        малая трудоемкость, изготовленная и сборки узлов на ПП;

                        возможность создания полосковых систем ВЧ и СВЧ устройств;

                        высокая стойкость к воздействию внешних факторов;

                        возможность автоматизации процессов проектирования узлов на ПП.

К недостаткам печатного монтажа относится невозможность изменения электрической схемы ФУ без переработки ПП.

                         5 Конструкторские расчёты

                          5.1. Компоновочный расчет

Выбор компоновочных работ на ранних стадиях проектирования по­зволяет рационально и своевременно использовать или разрабатывать унифицированные и стандартизированные конструкции РЭС. В зависимо­сти от характера изделия (деталь, прибор, система) будет выполняться компоновка различных ее элементов. Основная задача, которая решается при компоновке РЭС, - это выбор форм, основных геометрических разме­ров, ориентировочное определение веса и расположение в пространстве любых элементов или изделий РЭС. На практике задача компоновки РЭС чаще всего решается при использовании готовых элементов (деталей) с за­данными формами, размером и весом, которые должны быть расположены в пространстве или на плоскости с учетом электрических, магнитных, ме­ханических, тепловых и др. видов связи.

Методы компоновки элементов РЭС можно разбить на две группы: аналитические и модельные. К первым относятся численные и номографи­ческие, основой которых является представление геометрических или обобщенных геометрических параметров и операций с ними в виде чисел. Ко вторым относятся аппликационные, модельные, графические и натур­ные методы, основой которых является та или иная физическая модель элемента, например в виде геометрически подобного тела или обобщенной геометрической модели.

Основой всех методов является рассмотрение общих аналитических зависимостей. При аналитической компоновке мы оперируем численными значениями различных компоновочных характеристик: геометрическими размерами элементов, их объемами, весом, энергопотреблением и т.п. зная соответствующие компоновочные характеристики элементов изделия и за­коны их суммирования, мы можем вычислить компоновочные характери­стики всего изделия и его частей.

Исходя из выше сказанного проведём компоновку аналитическим ме­тодом.

Вычисляем площадь печатной платы:

,                                                                                               (5.1.1)
где               Sвсп — вспомогательная площадь;

Sэлi — значения установочных площадей отдельных ЭРЭ;

K — коэффициент дезинтеграции (2…3).

          Минимальный установочный размер:

            ly=L+2l0+2R+d                                                                                                                     (5.1.2)

где   L – максимальная длина корпуса, мм;

         l0 – минимальный размер до места изгиба вывода, мм;

         R – Радиус изгиба вывода, мм;

         d - номинальный диаметр вывода элемента, мм.

   Таблица 5.1 - Значения установочных площадей ЭРЭ

            По (5.1.1) получим:

Исходя из полученной площади печатной платы, выбираем размеры платы 135х65 мм.

5.2 Расчет размеров элементов печатного монтажа

Определим минимальную ширину печатного проводника по постоянному току:

                                                                                                                          (5.2.1)

где Imax - максимальный постоянный ток, А, протекающий в проводниках Imax=0,01; jдоп- допустимая плотность тока, А/мм2 , выбирается в зависимости от метода изготовления jдоп=20 А/мм2, и h - толщина проводника h = 50 мкм = 0,05 мм. Тогда tmin = 1 мкм.

Рассчитаем минимальный диаметр контактных площадок:

,                                                                                            (5.2.2)

где - наименьший номинальный эффективный диаметр площадки:

     ,                                                                (5.2.3)

где =0.1и 0.15 - соответственно верхнее и нижнее предельные отклонения диаметра контактной площадки ; =0.1мм - расстояние от  края просверленного отверстия до края контактной площадки;=0.15и0.15- позиционные допуски на расположение отверстий и центров контактных площадок соответственно, - максимальный диаметр просверленного отверстия:

,                                                                                                                         (5.2.4)

где - верхнее отклонение  от номинального диаметра монтажного отверстия.

Минимальная ширина проводников:

  ,                                                                                                               (5.2.5)

где   - минимальная эффективная ширина проводника равная 0,15 мм.

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

,                                                                                 (5.2.6)

где - расстояние между центрами элементов печатного рисунка, =0.05мм - допуск на расположение проводников

  ,                                                                                                                            (5.2.7)

    ,                                                                                                                              (5.2.8)

,

Минимальное расстояние между проводниками:

  ,                                                                                                                (5.2.9)

,

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:

,                                                                                                                (5.2.10)

            5.3Расчёт паразитных ёмкостей и индуктивностей

1.1 Сопротивление печатных проводников:

R=ρl/s=0.02*265,7/8775=0,00029 Ом                                                                                     (5.3.1)

Где ρ-удельное сопротивлении проводника

       l- Длина всех проводников

       S- Площадь ПП

1.2 Ёмкость между печатными выводами :

С=K*l*E=0.4*26,57*5=53,14                                                                                                         (5.3.2)

Где  k - коэффициент, зависящий от ширины проводников и их взаимного расположения

        l - Длина всех проводников, см

        Е – диэлектрическая проницаемость среды, для гетенакса = 5

1.3. Определяем погонную индуктивность:

Ln= 0,013мкГН/см                                                                                                                      (5.3.3)

1.4. Определяем взаимоиндукцию:

М=2l(ln 2l/Д + Д/d)= 53,14 (ln 2*26,57/0,25 + 0,25/0,05)= 550,53 нГН                                 (5.3.4)

Где Д- расстояние между проводниками, см

        l- Длина проводника, см

                                 5.4 Расчёт теплового режима

Методика расчета теплового режима блока РЭС в перфорированном корпусе:

а) Рассчитывается поверхность корпуса блока:

= 2(137,5*10-3*110*10-3*+(137,5*10-3+110*10-3)*20

*10-3)=0,0418м2 ,                                                     (5.4.1)
где L1, L2 - горизонтальные размеры корпуса, м;

L3 - вертикальный размер, м.

б) Определяется условная поверхность нагретой зоны: (6.4)

=0,0376м2 ,    (5.4.2)
где kз - коэффициент заполнения корпуса по объему(0,5).

в)Определяется удельная мощность нагретой зоны: