Исследование и разработка методов и технических средств и измерения для формирования статистических высококачественных моделей радиоэлементов

Особую проблему представляла собой конструкция контактов для подключения измеряемых устройств из-за большого разнообразия конструкций выводов однотипных РЭ (транзисторов, диодов и т.д.) и типоразмеров корпусов для аналоговых ИС, поэтому ИГ проектируются под типоразмер измеряемого элемента. Электрические схемы двух типовых ИГ приведены на рисунках 3.11 и 3.12. Измерительные головки в общем случа

е содержат:

— розетку разъема XI для подключения входа векторного вольтметра;

- клеммник разъема Х2 для подключения измеряемого радиоэлемента;

- вилку разъема ХЗ для подключения к ИКУ;

- блокировочные RC-цепочки;

- элементы коммутации (реле К1 на рис. 6.5) для переключения входа векторного вольтметра.

3.6 Обоснованиеэлементнойбазы

В разработанном комплексе применены широко распространенные радиоэлементы:

- в качестве операционного усилителя выбран дешевый прецизионный ОУ К140УД1208 с малым температурным и временным дрейфами нуля, высоким входным сопротивлением и коэффициентом ослабления синфазного сигнала;

- блокировочные конденсаторы применены типа 0805 Y5V как наиболее соответствующие требованиям к ВЧ-устройствам;

- резисторы выбраны из тех же соображений, типа 1206 с допуском ± 5%; резистор в токозадающей цепи МЛТ-0,25 с допуском ±10% для обеспечения рассеивания подводимой мощности; подстроенные резисторы типа СПЗ-19аЗ-05 с допуском ±5% - как наиболее подходящие по массогабаритным показателям;

- транзистор типа КТ818 как наиболее дешёвый и удовлетворяющий требованиям в данной ситуации.

3.7 Конструкция ИКУ

Конструкторская проработка ИКУ отражена в АПСР687253.001 и АПСР468364.001. Применение функционально-блочного метода конструирования открывает перспективу развития конструкции, что особенно выгодно на этапе моделирования, повышает унифицированность и ремонтопригодность устройства. Внешний вид блока ИКУ показан на рисунке 3.13.

ИКУ выполнено в виде отдельного настольного блока. Все измерительные приборы подключаются к разъемам, которые установлены на задней стенке корпуса.

На верхней (лицевой) панели расположены переключатели S1 . S7, для удобства переключения режимов.

Гнезда разъёмов для подключения ИГ и СРТ расположены на боковых стенках блока, что обеспечивает удобство их смены.

Модули ИГ и СРТ в конструктивном исполнении представляют собой двухсторонние печатные платы, устанавливаемые в соответствующие разъёмы ИКУ.

При конструировании всех модулей были приняты во внимание принципы ВЧ монтажа.

4 Расчетная часть

4.1 Расчет площади и габаритов платы ИКУ

Плата ИКУ является основой конструкции рабочего места для измерения параметров РЭ. Ее размер определяет габариты конструкции в целом, поэтому именно для нее проведем расчет площади и габаритов. Размеры платы РЖУ в основном определяются размерами управляющих элементов (переключателей) и их расположением. Кроме того, необходимо обеспечить возможность расположения всех разъемов и клеммников.

Для расчета площади платы измерительно-контрольного устройства необходимо определить площадь, которую занимают ЭРЭ расположенные на ней непосредственно и места подключения разъемов.

При этом для удобства монтажа и обеспечения требований по тепловому режиму площадь платы должна быть больше площади, занимаемой элементами. Это учитывается коэффициентом заполнения платы по площади (К3п). Тогда площадь платы можно определить по формуле

Sn=-jf—tS., (4-1)

Л 3/7 * = 1

где Sj - площадь каждого ЭРЭ .

Исходные данные для расчета площади платы ИКУ приведены в таблице 4.1.

Суммарная площадь, которую занимают ЭРЭ 919 мм . Коэффициент заполнения платы по площади примем равным 0,3. Определим площадь платы ИКУ по формуле (4.1)

Sn= 919 /0,3 -3063 мм2.

По ширине плата ИКУ ограничена размерами разъемов СНП37-24. Для удобства использования устройства переключатели установлены в один ряд, что ограничивает размер платы по длине. В связи с этим выбираем размеры платы 120x80 мм. При этом площадь платы составит 9600 мм , что больше расчетной и, значит, коэффициент заполнения платы по площади не больше заданного.

Таблица 4.1 - Исходные данные для расчёта площади платы измерительно-контрольного устройства.

4.2 Расчёт теплового режима блока

Расчет теплового режима блока проведём на ЭВМ с помощью программы приведённой в [12].

Исходными данными для расчета являются:

- мощность потребляемая блоком, Вт;

- размеры блока (L1,L2,L3), м;

- коэффициент заполнения блока по объёму;

- площадь перфорационного отверстия (м ) и их количество (шт.);

- давление окружающей среды, МПа;

- температура окружающей среды, °С.

Рассчитаем коэффициент заполнения блока по объёму по формуле

К3 = Уэ / V, (4.2)

где Уэ - суммарный объём элементов установленных в блоке, м ;

V - объём блока, м . Исходные данные для расчета:

- мощность потребляемая блоком Р = 5 Вт;

размеры блока Ll= 0,12 м., L2 = 0,08 м., L3 = 0,032 м.;

рассчитаем коэффициент заполнения блока по объёму по формуле

(5.2)

К3 = 1,55-10° / 2,88-10-" - 0,054;

- давление окружающей среды Р = 0,1 МПа;

- температура окружающей среды Т = 20 °С;

- площадь перфорационного отверстия S = 0,0096 м .

Результаты расчета теплового режима блока:

- температура корпуса блока Тк = 20,25 °С;

- температура нагретой зоны Т3 = 20,74 °С;

- средняя температура воздуха в блоке Тв = 20,42 С.

4.3 Расчёт надёжности блока

Расчет надежности проведём на ЭВМ с помощью программы приведённой в [12] и данных содержащихся в [13].

Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2.- Исходные данные для расчёта надёжности

 Скачать реферат