Призначення й область застосування виробу

Конструкторська частина

 

Призначення й область застосування виробу

Імпульсні підсилювачі широко використовуються у сучасній радіотехніці, адже багато приладів працюють в імпульсному режимі, тобто сигнал являє собою пульсації, а не коливання. Процеси що проходять в таких приладах, і є питаннями, які розглядають при проектуванні імпульсної техніки. Імпульсна техніка широко застосовується в автоматиці, обчислювальній техніці, багатоканальному радіозв'язку, радіовимірюванні.

Імпульсні підсилювачі також знайшли застосування в багатьох пристроях, пов'язаних з електронно-обчислювальною технікою, радіолокації та іншими областями техніки.

Основною вимогою до імпульсного підсилювача є те, що він повинен мінімально спотворювати форму імпульсів, що підсилюються. Для цього підсилювач повинен бути широкосмуговим з досить рівномірною частотною характеристикою.

Імпульсні підсилювачі часто використовуються у ролі відеопідсилювачів, призначених для підсилення сигналу з частотним спектром від десятків герц до десятків мегагерц.

Імпульсні підсилювачі знайшли широке застосування в багатьох пристроях, пов'язаних з автоматикою, електронно-обчислювальною технікою, радіолокацією, радіовимірюванням та іншими областями техніки.

Зазвичай імпульсний підсилювач будується на основі резистивного підсилювального каскаду, що володіє найбільш рівномірною частотною характеристикою в порівняно широкому діапазоні частот.

Однак для розширення смуги пропускання як в сторону низьких, так і в бік високих частот в схему вводяться спеціальні ланцюги частотної корекції.

Ці підсилювачі можуть відрізнятися між собою по типу, числу активних елементів і особливостей електричної схеми. Наслідком цього є велика різноманітність різних схем підсилювачів, тому аналіз схемних рішень готових підсилювачів імпульсів проводити важко і недоцільно. Тут має сенс провести аналіз і вибір окремих підсилювальних каскадів.

Імпульсні підсилювачі будуються на напівпровідникових приладах та електронних лампах.

Широке використання електронних ламп в підсилювачах обумовлено їх великим вхідним опором і безінерціонність аж до частот порядку сотень мегагерц.

Найчастіше в імпульсних підсилювачах застосовуються пентоди, так як вони мають малу прохідну ємність.

За рахунок цього вхідна динамічна ємність виявляється не великою і додаткового спотворення форми імпульсів не відбувається.

Підсилювачі на напівпровідникових транзисторах мають особливості зумовлені властивостями самого транзистора.

Порівняємо доцільність застосування транзисторів і електровакуумних ламп в якості активних елементів.

Нестабільність робочої точки, а також невідповідність її реального і вибраного положень в транзисторних каскадах проявляється в значно більшому степені, ніж в лампових. Це пояснюється тим, що зміна параметрів транзисторів при коливанні температури, а також їх розходження в даний час більш значні, ніж у ламп. Схемними способами в транзисторних підсилювачах можна забезпечити таку ж стабільність робочої точки, як і в лампових каскадах. При цьому дещо збільшується потужність, споживана підсилювачами, що тянгне за собою зменшення коефіцієнту корисної дії, але все ж вона залишається на один два порядки менше, ніж в лампових каскадах.

Тому в тих випадках, коли транзисторні схеми здатні виконати те саме завдання, що і лампові, їм слід віддати перевагу. Якщо врахувати також сучасну тенденцію розвитку радіоелектроніки, то переваги транзисторних схем стають ще більш очевидними.

 

1.2 Опис конструкції виробу

Схема електрична принципова підсилювача змінного струму знаходиться в додатку А.

Схеми підсилювачів змінного струму без корекції мають такий самий вигляд, як схеми підсилювачів низької частоти. Даний підсилювач складається з ідентичних каскадів, тому розглянемо принцип дії на одному з каскадів.

Розглянемо склад схеми та призначення елементів. Каскад скаладається з таких елементів:

VТ1, VT2 – вхідний каскад;

С1, С4 – вхідні фільтруючі (розділові);

R2, R5 – навантаження;

R3, R6 – стабілізація;

R1, R7- вхідний дільник;

С2, С3, R4 – зворотній зв'язок;

VT3, VT4 –наступний каскад

R8, R10 – температурна стабілізація;

R11 – колекторне навантаження;

VT5 – наступний каскад;

R14 – колекторне навантаження;

R12, R13, C6 – температурна стабілізація;

VT6 – останній каскад;

R15, R16 – навантаження;

R17, R18 – вихідні резистори;

С7, С8 – вихідні розділові (фільтруючі) конденсатори.

 

1.3 Обґрунтування вибору матеріалу і методу виготовлення плати

Для виготовлення друкованих плат використовують різні матеріали в основному – це ізоляційна плоска деталь на якій розташовані провідники.

Основа несе механічне навантаження тому, що всі електронні компоненти закріплюються на ній, але одночасно основа несе і електричне навантаження тому що друковані провідники розташовані на основі знаходяться під напругою, яка і створює електричне навантаження.

До матеріалів друкованих плат пред’являються наступні вимоги:

- висока електрична міцність;

- великий діапазон робочих температур;

- технологічність;

- підвищена вологостійкість;

- хімічна інертність.

Для виготовлення друкованих плат можуть використовувати: фенопласт, гетинакс, текстоліт, склотекстоліт.

Фенопласт - пластичні маси на основі фенолоальдегідних смол до складу яких входять різноманітні наповнювачі, отверджувачі та інші добавки. Вироби з фенопластів володіють гарними діелектричними властивостями, досить високими механічними характеристиками, теплостійкістю. Це поєднання забезпечило широке застосування фенопластів в електротехніці, електроніці, автомобільної промисловості.

Гетина́кс — електроізоляційний шаруватий матеріал, що має паперову основу, просочену фенольною або епоксидною смолою.В основному використовується як основа заготовок друкованих плат. Матеріал має низьку механічну міцністю, легко обробляється й відносно низьку вартість. Широко використовується для дешевого виготовлення плат в низьковольтній побутовій апаратурі, бо в розігрітому стані допускає штампування. Через низьку вогнетривкість в наш час гетинакс не використовується у відповідальних електронних пристроях.

Текстоліт виготовляється з бавовняної тканини, просоченої фенолформальдегідною смолою, спресованої при підвищених температурах і тиску. Із текстоліту виробляють листки, стержні, трубки, але найбільш

широко його застосовують для виготовлення шестерень, вкладишів, підшипників, шківів, прокладок, кілець. За своїми механічними показниками текстоліт перевищує гетинакс.

Склотекстолі́т — полімерний матеріал, армований скловолокном. У більшості випадків оброблене полімером скловолокно або склотканину піддають пресуванню. Склотекстоліт має високу міцність і динамічну стійкість, добрі електро- і радіопоказники.

Матеріали виготовляють листами зі стандартними розмірами, а його товщина дорівнює 1.5-2 мм. Вибір матеріалу здійснюється відповідно завданню.

Для виготолення плати я буду використовувати односторонній фольгованийсклотекстоліт, адже його ціна та властивості оптимально підходять для виготовлення друкованої плати підсилювача.

Методи виготовлення друкованих плат поділяються на два види:

-адитивні;

-субтрактивні.

Адитивні методи базуються на вибірковому осадженні струмопроводячого покриття на діелектричну основу. На основу попередньо наноситься шар срібла, який слугуепідложкою для шару міді який буде осаджуватись. Цей метод дозволяє отримувати якісні плати з метлізованими отворами, але він дорогий, оскільки використовуються дорогоцінні матеріали, і трудоємкий. Тому не доцільно використовувати дані методи при виготовленні друкованих плат для побутової електроніки.

При субтрактивних методах в якості основи використовують фольгований діелектрик, тобто рисунок формується шляхом видалення фольги. Дані методи більш дешеві і їх простіше застосувати для масового виробництва.

Виготовлення друкованої плати субтрактивним методом починається з нанесення зображення схеми на основу та отримання друкованих

провідників. Зображення може наноситись різними способами: вручну, фотографічно, способом переносу, сіткографічним способом та з використанням персонального комп’ютера.

Ручне перенесення зображення на фольгований діелектрик вручну наноситься спеціальним кислотостійким маркером, або фарбою при цьому якість отриманої плати буде низькою і великою мірою залежить від навичок працівника. Даний метод використовується тільки при одничному виробництві.

Фотографічно зображення переноситься за допомогою копіювання схеми з прозорого фотознімка на основу. Цей метод також застосовується при одничному виробництві.

Спосіб переносу цей спосіб найбільш підходить для масового виробництва. Для реалізації даного спосбустоворюється спеціальна металева матриця з контурами зображення доріжок, яка являється непостійною основою. Ця матриця відпечатуе спеціальною фарбою сліди доріжок на фольгованому діелектрику.

Після нанесеня зображення доріжок необхідно провести травлення заготівок. Травлення проводять у розчині хлорного зазліза. Процес травлення відбувається швидше при нагріванні та при підвищенні концентрації розчину. Процес травлення займає від двох до двадцяти хвилин в залежності від концентрації розчину і розмірів плати. Після закінчення травлення захисна плівка знімається спеціальними розчинниками, далі плату неодноразово промивають під проточною водою. Якість друкованих провідників перевіряється на відповідність документів.

 

1.4 Аналіз технологічності конструкції

Технологічність конструкції — це сукупність властивостей конструкції виробу, які проявляються у можливості оптимальних витрат праці, коштів, матеріалів і часу при технологічній підготовці виробництва, виготовленні, експлуатації та ремонті виробу.

Технологічність конструкції виробу характеризує можливість його виготовлення, експлуатації та зберігання за умов використання наявних у виробника та споживача виробу трудових, матеріальних, енергетичних та інших ресурсів. Будь який виріб повинен бути технологічно раціональним для заданих конкретних умов підготовлення його виробництва, виготовлення, експлуатації та ремонту. Ці вимоги слід знати конструктору до початку розробки конструкції виробу.

Вид технологічності визначається ознаками, що характеризують область прояву технологічності конструкції виробу. За цією ознакою розрізняють такі види технологічності:

- технологічність у проектуванні;

- уніфікацією матеріалів, що використовуються;

- ремонтна технологічність.

Виділяють такі показники технологічності:

- трудомісткість;

- енергоємність виготовлення виробу;

- матеріалоємність.

Коефіцієнт уніфікації Ку, %, розраховується за формулою:

 

Ку = ((n – n0) / n)100%,

 

де n – кількість типорозмірів складових частин виробу, шт.;

n0 – кількість оригінальних виробів, шт.

 

Ку = ((22 – 1) / 22)100% = 95,45%

 

Коефіцієнт уніфікації високий, що свідчить про використання в виробі великої кількості стандартизованих елементів.