Расчет приемопередающего тракта SSB трансивера

Условие выполняется.

Поскольку рассматриваемые  элементы находятся в наихудших  условиях (условиях максимальной нагрузки), можно считать, что условие вибропрочности выполняется и для остальных  ЭРЭ.

- максимальный прогиб  ПП  должен быть менее допустимого .

,                                                   (41)

,

,                                                       (42)

.

Максимальный прогиб ПП меньше допустимого, следовательно, условие вибропрочности выполняется.

Виброускорение меньше допустимых значений ускорений ЭРЭ. Дополнительных конструкционных мер  по повышению жесткости ПП на данном этапе расчета не требуется.

Управлять жесткостью ПП можно выбором способа закрепления ПП, геометрических размеров, соотношения сторон, применением ребер жесткости, обечаек, рамок. Повышение жесткости ПП ведет к смещению частоты свободных колебаний за верхнюю границу диапазона внешних воздействия и позволяет исключить резонансные явления.

 

4.2 Расчет на действие  удара

 

ПП в составе ячейки и блока может подвергаться ударным  воздействиям при эксплуатации, транспортировке, монтаже. При ударе ПП ЭРЭ испытывают нагрузки в течении малого промежутка времени и больших значениях ускорения, что может привести к значительным их повреждениям. Интенсивность ударного воздействия зависит от формы, амплитуды и длительности ударного импульса.

Форма реального ударного импульса определяется зависимостью ударного ускорения от времени. При расчетах реальную форму заменяют эквивалентной: например, прямоугольной, треугольной, полусинусоидальной.

За амплитуду ударного импульса принимают максимальное ускорение  при ударе.

Длительностью ударного импульса является интервал времени, в течении которого действует ударный импульс.

ПП с ЭРЭ должны отвечать требованиям ударопрочности и удароустойчивости.

Ударопрочность –  способность конструкции выполнять  функции и сохранять значения параметров в заявленных пределах после  воздействия ударов.

Удароустойчивость –  способность конструкции выполнять  функции и сохранять значения параметров в заданных пределах во время воздействия ударов.

Конструкция ПП отвечает требованиям ударопрочности, если перемещение  и ускорение при ударе не превышает допустимых значений, а элементы конструкции обладают запасом прочности на изгиб.

Исходными данными для  расчета являются:

- длительность удара;

- ускорение или перегрузка  при ударе.

Расчет производим для  полусинусоидального импульса, как  наиболее часто встречающегося при эксплуатации РЭС. Максимальное воздействие на механическую систему оказывает импульс прямоугольной формы.

При воздействии ударного импульса в форме полусинусоиды  в механической конструкции возникает  сложное движение. Во время действия ударного импульса ее движение будет происходить по закону вынужденных колебаний, а после прекращения – по закону свободных колебаний с начальными условиями, соответствующими параметрам движения конструкции в момент окончания действия ударного импульса.

Определим угловую частоту ударного импульса для наихудшего случая по формуле:

,                                                           (43)

где - длительность удара, определяется группой эксплуатации РЭС по ГОСТ 16019-2001 для условий транспортирования, с; .

.

Определим коэффициент  передачи при ударе  для полусинусоидального импульса по формуле:

 

 

,                                             (44)

где - коэффициент расстройки.

,                                                       (45)

,

.

Определим ударное ускорение по формуле:

,                                                    (46)

где - амплитуда ускорения ударного импульса, определяется группой эксплуатации РЭС по ГОСТ 16019-2001 для условий транспортирования, ; .

.

Выразим ударное ускорение  в единицах g:

,                                                        (47)

.

Определим максимальное относительное перемещение  для полусинусоидального импульса по формуле:

,                                             (48)

.

Выполнение условий ударопрочности определяют по следующим критериям:

- для ЭРЭ ударное  ускорение должно быть меньше  допустимого:

,                                             (49)

где - допустимое ударное ускорение для элемента, определяется из анализа элементной базы, .

- для ПП с ЭРЭ  должно выполняться условие:

,                                              (50)

Проверим выполнение условия (49):

.

Условие выполняется.

Проверим выполнение условия (50):

.

Условие выполняется.

Ударное ускорение и  максимальное относительное перемещение  меньше допустимых значений для применяемых  ЭРЭ, требование на воздействие удара  выполняется. Дополнительных конструкционных мер защиты от ударных воздействий не требуется.

 

4.3 Расчет ударного  воздействия при падении прибора

 

Частным случаем ударного воздействия является удар при падении  прибора.

Определим перегрузку, действующую  на ПП.

Скорость относительного соударения , определяется по формуле:

,                                                     (51)

 

где - скорость прибора в момент соударения, м/с;

- скорость отскока, м/с;

 

,                                                     (52)

где H – высота падения прибора, м.

,                                                        (53)

где - коэффициент восстановления скорости.

Задаемся высотой падения  прибора  , и коэффициентом восстановления скорости при ударе о бетонное основание , тогда:

,

,

.

Определим действующее  на прибор ускорение  по формуле:

,                                                        (54)

.

Выразим полученное значение в единицах g:

,                                                         (55)

.

При падении с высоты ЭРЭ испытывают значительные перегрузки, что приводит к их разрушению. Необходимо предусмотреть тару для транспортировки.

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В курсовом проекте по результатам анализа электрической принципиальной схемы определены связи между элементами, наиболее критичные к электрическим параметрам ПП. Проведен анализ соответствия элементной базы заданным условиям эксплуатации, элементная база соответствует заданным эксплуатационным требованиям.

По результатам проектирования конструкции ПП:

- в качестве материала  основания применяется двусторонний  фольгированный стеклотекстолит  с толщиной диэлектрического основания 1,5 мм на основе стеклоткани с гальваностойкой фольгой толщиной 35 мкм;

- применен смешанный  двусторонний монтаж, традиционные  ЭРЭ монтируются на верхней  стороне ДПП, ПМК – на нижней  стороне ДПП;

- произведен расчет  элементов проводящего рисунка,  ДПП соответствует 3 классу точности  ГОСТ 23751-86;

- необходимая электрическая  связь между верхним и нижним  слоем ДПП обеспечивается применением  металлизированных отверстий;

- ДПП изготавливается  комбинированным позитивным методом;

- ПП в составе ячейки  имеет безрамочное исполнение  и соответствует 19-ти дюймовому стандарту МЭК 297, типоразмер 3U - 100×160 мм, для монтажа в 19-ти дюймовый блок разъемной конструкции. Необходимое соединение ячейки с блоком обеспечивается 45-ти выводным краевым соединителем.

- произведен расчет  ПП на механические воздействия: воздействие вибрации, удара, падение прибора с высоты. Для выбранного способа закрепления ПП в составе ячейки и блока значение параметров механических воздействий не превышает установленных значений для применяемых ЭРЭ и ПМК при наихудших условиях для стационарной группы аппаратуры (при транспортировании).

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Пирогова, Е. В. Проектирование и технология печатных плат. – М.: Форум, Инфра-М, 2005. -560 с.

2. Долгушев, Ю. И. Технология приборостроения. – М.: Машиностроение, 1978. -160 с.: ил.

3. Парфенов, Е. М. Проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов/ Е. М. Парфенов, Э. Н. Камышная, В. П. Усачов. – М.: Радио и связь, 1989. -272 с.: ил.

4. Пудовкин, А. П. Проектирование многослойных печатных плат: Учеб. пособие/ А. П. Пудовкин, Ю. Л. Муромцев, Н. А. Малков. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2000. -88 с.

5. Баканов, Г. Ф. Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ Г. Ф. Баканов, С. С. Соколов, В. Ю. Суходольский; под ред. И. Г. Мироненко. – М.: Издательский центр “Академия”, 2007. -368 с.

6. Фрумкин, Г. Д. Расчет и конструирование радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Высш. шк., 1985. -287 с.: ил.

7. Рорис Р., Шмидт-Вальтер Х. Справочник инженера-схемотехника. – М.: Техносфера, 2008. -608 с.