реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Проектирование РЭС

Проектирование РЭС

| |

|Введение |

| |

|В настоящее время цифровые частотомеры получили широкое распространение не |

|только у радиолюбителей, но и у профессионалов. Лаборатория современного |

|радиолюбителя просто немыслима без частотомера, ведь прибор для измерения |

|частоты – прибор первой необходимости. Это объясняется возрастающей |

|потребностью измерения частоты. Современные частотомеры используются не только|

|как устройства для измерения частоты, но и в качестве цифровой шкалы, а также |

|в качестве составляющих многих других более сложных РЭА. |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| | | | | | |

| | | | | |РГР-2068757-20.08-ПР7-16-00 |

| | | | | | |

|Изм.|Лист |№ докум|Подп. |Дата | |

|Студент |Мелехин| | | |Лит. |Лист |Листов |

| |Т | | | | | | |

|Н. контр. | | | | | |

|Зав. каф |Сахаров| | | | |

1. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

1. Заявка на разработку

1.1.1 Назначение: малогабаритный цифровой частотомер предназначен для

измерения частоты электрических колебаний.

1.1.2 Выполняемые функции: измерение частоты.

1.1.3 Основные параметры функционирования:

- чувствительность по уровню входного сигнала при измерениях

частот до 600 кГц – 8мВ; от 600 кГц до 2,5 МГц – 30 мВ; свыше 2,5

МГц до 100 МГц – около 100МВ;

- абсолютная погрешность измерения частоты в диапазоне от 0 до 20 кГц

составляет 3 Гц; от 20 кГц до 2 МГц – 10 Гц; свыше 2 МГц – 100 Гц;

- потребляемый ток от источника питания при измерениях частот до 2,5

МГц ток не превышает 5мА (при выключенной индикации) или 60 мА (при

включенной индикации);

- напряжение питания частотометра 9В.

4. Условия эксплуатации:

- температура: Т min = -40(С; T max = +60(С;

- удары: длительность ударного импульса 5 …. 10мс, максимальное

ускорение 98 м/с2 , частоты ударов 40….80мин-1

- вибрации: диапазон частот 10 …. 70 Гц, виброускорение до 37 м/с2 ;

- пониженное атмосферное давление: 61 кПа;

- влажность: 93% при Т = 25(С;

1.1.5 Транспортировать любым видом транспорта по территории РФ.

1.1.6 Конструктивные особенности: разборный корпус, лицевая панель.

1.1.7 Критерии качества: масса, габариты, стоимость.

1.1.8. Цель разработки: создание многофункционального цифрового

портативного частотомера со сниженными массо-габаритными характеристиками,

уменьшение его стоимости, повышенной надёжности и эффективности, а также

удовлетворяющего требованиям настоящего технического задания.

2. АНАЛИЗ АНАЛОГОВ И ПРОТОТИПА.

2.1 Анализ существующих конструкций частотомеров

Количество аналогов частотомера в мире не поддаётся исчислению.В целом все

частотомеры работают по одному принципу: подсчет количества импульсов за

фиксированный интервал времени. И в разных схемах этот принцип реализуется

по разному. Отсюда и идёт такое разнообразие конструкций. Новое направление

в развитии измерительной техники даёт использование микроконтролёров

(например схема № 2). Хотя их использование повышает цену прибора во много

раз, но пользовательская выгода также возрастает не в меньшее количество

раз. Ведь предел измерения можно повысить до 1,2 ГГц, а используя

универсальность микроконтролеров и немалое количество денег функции

частотомера ограничиваются только фантазией и интеллектом разработчика! В

данной работе будут рассматриваться те схемы, которые в наибольшей степени

охватывают современные тенденции развития частотомеров.

Анализ аналогов и прототипа

Таблица 2.1.

| |№1 |№2 |№3 |Прототип |Разрабатываемая|

|Частотомер | | | | |конструкция |

| | | | | | |

|Крит. качества | | | | | |

|Стоимость |Высокая |Очень |Средняя |Высокая |Невысокая |

| | |высокая| | | |

|Эргономичность |- |+ |- |+ |+ |

|Многофункциональность |- |- |+ |- |- |

|Дискретность (Гц) |10 |10 |25 |1 |1 |

|Габариты |Большие |Средние|Маленьки|Большие |Меньше всех |

| | | |е | | |

|Диапазон измерений |10Гц-100|1Гц-200|50Гц-500|600кГц-10|600кГц-100МГц |

| |КГц |МГц |КГц |0МГц | |

|Вид обрабатываемого |Аналогов|Цифрово|Цифровой|Цифровой |Цифровой |

|сигнала |ый |й | | | |

|Масса |Большая |средняя|средняя |большая |Наименьшая |

Ниже приводятся схемы приведенных выше аналогов.

Схема №1 – простой аналоговый частотомер, собранный на одновибраторе

К155АГ1

Схема №2 – частотомер с использованием микроконтролера К1816ВЕ31

Схема №3 – малоэргономичный комбинированный частотомер, позволяющий

измерять ещё и индуктивность различных катушек, резонансную частоту

контуров, емкость конденсаторов.

Схема прототипа:

2.2. Анализ разрабатываемой конструкции частотомера

Электрическая принципиальная схема частотомера представленна в Приложении

1.

Разрабатываемый частотомер включает в себя:

- входное формирующие устройство, предназначенного для усиления,

преобразования входного сигнала.

- задающего кварцевого генератора с делителем частоты для получения

фиксированных и стабильных интервалов времени.

- счётчик делитель частоты импульсов сигнала с цифровыми индикаторами,

предназначенного для измерения и отображения измеряемой частоты.

- устройство управления, обеспечивающего установку счётчика на нуль

перед измерением и поступление на его вход последовательности

импульсов для счёта в течение фиксированного интервала времени,

- блок питания.

В отличае от обычно используемых схем цифровых частотомеров в данной

схеме измерение частоты производится однократно, в течении только одного

периода нормиронного интервала времени. Третий и последующие положительные

перепады напряжения, поступающие на управляющее устройство не изменяют

состояния триггеров и клапана. Поэтому измеренное количество импульсов

сигнала высвечивается индикатором постоянно. Для повторного измерения

следует снова нажать пусковую кнопку SA3, после чего процесс повторяется.

Для питания использованных микросхем требуется 2 напряжения 9 и 5

вольт. Для получения 5 В используется стабилизатор напряжения.

Несколько оригинально осуществляется индикация результатов измерения.

Счётчик-индикатор собран из пяти микросхем, каждая их которых содержит

счётчик импульсов по модулю 10, дешифратор и семисегментный светодиодный

цифровой индикатор с запятой, которая включается по одному из входов 9 в

зависимости от положения переключателя SA1.2 Показания счётчика считываться

в килогерцах. С помощью тумблера SA4 в процессе между отсчётами индикацию

можно выключить, чем достигается экономия энергии элемента питания. На

пределе измерения 10Мгц, когда переключатель SA2 находиться в положении,

показанном на схеме, показания индикатора необходимо умножать на 10.

Из всего вышесказанного следует, что большинство схем объединено общими

недостатками: все они стационарные приборы, имеют сравнительно большие

габариты и потребляют значительный ток от источника питания, что вынуждает

питать их от сети переменного тока и не допускает использования

автономного батарейного питания. Разрабатываемая схема цифрового

частотомера лишена указанных недостатков и позволяет создать недорогой

многофункциональный малогабаритный прибор.

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОГО КОНСТРУКТОРСКОГО РЕШЕНИЯ

3.1. Внутреннее конструирование.

3.1.1. Внутренняя компоновка.

3.1.1.1. Выбор схемы расположения элементов конструкции и их

расположение внутри корпуса блока.

Электрическая схема частотомера представлена в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

Для замены неисправного или отслужившего срок своей годности элемента

питания предусматривается отдельное расположение его в правом нижнем углу

корпуса в отдельном отсеке, снабжённым съемной крышкой, таким образом

получается доступ к батарейке без разбора корпуса. Семисегментные

индикаторы вклеиваются в отверстия в корпусе, а переключатели закрепляются

в отверстиях с помощью винтового соединения.

Остальные элементы блока смонтированы на печатной плате из

фольгированного стеклотекстолиста толщиной 1,5 мм. Плата крепится к

основанию блока паралельно, с помощью уголковых скобок и 4-х винтов.

3.1.1.2. Выбор и обоснование компоновочных характеристик ячейки.

В данном случае под ячейкой понимается печатная плата с установленными

на ней элементами. Способ установки ЭРЭ – односторонний. Конструкция ячеек

- бескорпусная. Форму печатных плат выбираем прямоугольную, что облегчает

определение их компоновочных характеристик. Компоновочные характеристики

печатных плат – ориентировочное определение массогабаритных характеристик.

При размещении ЭРЭ-тов на печатных платах, ЭРЭ-ты заменяют

установочными моделями. При определении площади печатных плат посадочное

место ЭРЭ представляет собой проекцию установочной площади на плату. В

сумме установочные площади определяют размеры печатных плат. При этом

произведение сторон печатной платы должно соответствовать площади печатной

платы.

3.1.1.3. Определение массо-габаритных размеров ячейки.

1) Определение установочной площади Sуст элементов. Установочная площадь

каждого отдельно взятого элемента выбирается из приложения 1, из

таблицы «Перечень элементов схемы и их характеристики».

2) Определение суммарной установочной площади элементов, расположенных на

каждой плате:

Sуст( = 1,3[pic]Sустi

( 1.1)

Sуст( = 1,3[pic]4725,6 = 5624 мм2;

3) Определение площадей печатных плат:

S n.n. = [pic],

(1.2)

где Ks – коэффициент заполнения площади печатной платы, Ks = 0,8

Sn.n = [pic] = 7033 мм2;

4) Определение габаритных размеров печатных плат. Из нескольких вариантов

соотношений сторон ПП выбрали плату со следующими размерами:

1 плата 65х110;

5) Определение габаритных размеров ячеек. На горизонтально расположенной

плате длина и ширина платы будут соответственно равны длине и ширине

ячейки:

В = 65 мм, L = 110 мм;

Высота ячейки равна:

Н = max Hэ + hn.n , (1.3)

где max Hэ – высота самого высокого элемента на плате,

H – толщина печатной платы.

Н = 9 + 1,5 = 10,5 мм,

6) Определение массы ячеек.

Масса каждой ячейки состоит из массы печатной платы и массы элементов,

расположенных на ней.

Масса каждого элемента mi представлена в приложении 1 в таблице 1.

mяч = mnn + (mi , (1.4)

где mnn = ?хV – масса печатной платы, кг,

? – плотность материала платы, кг/м3

V – объем ячейки, м3

mnn = 2,4х103[pic]9,9х10-6 = 0,02376 кг.,

mяч = 0,04025 + 0,02376 = 0,06401 кг.,

Вывод: найдены массо-габаритные размеры ячеек.

3.1.1.4. Выбор способов крепления плат.

Горизонтально расположенную плату крепят на двух П-образных

скобках с помощью 4 винтов и гаек, причем винты проходят через плату,

скобки и основание.

Скобки изготовлены из алюминия.

3.1.2. Анализ и уточнение варианта.

3.1.2.1. Определение компановочных характеристик корпуса частотомера

включает в себя 2 этапа:

1) Определение габаритных размеров корпуса блока,

2) Определение общей массы конструкции блока.

Габаритные размеры корпуса блока определяются исходя из

конструкторских соображений.

Определяем ориентировочный объем проектируемой конструкции:

V( = [pic][pic]Vустi, (1.5)

где Кv – обобщенный коэффициент заполнения объема,

Vустi – установочный объем i-го элемента.

В качестве установочного объема i-го элемента выбираем объем ячейки. Тогда

формула примет вид:

V( = [pic] [pic]Vяч i (1.6)

Vячi = Hi[pic]Li[pic]Bi (1.7)

Страницы: 1, 2



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.