Введение
Выбор и обоснование структурной
Расчёт схемы термостабилизации
Конструктивный расчёт печатной
Расчет надежности волоконнооптического передающего устройства
Технико-экономический расчет
Определение себестоимости одноволоконного оптического передатчика
Определение уровня качества изделия
Определение цены изделия
Мероприятия по охране труда
Уровни лазерного излучения, при которых "существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонений в организме" человека;
Требование к освещению и расчёт освещённости
Мероприятия по улучшению условий труда
Мероприятия по молниезащите здания
Навигация
Конструктивный расчёт печатной
Передающее устройство одноволоконной оптической сети
134967
знаков
36
таблиц
30
изображений
5. Конструктивный расчёт печатной
платы одноволоконной
оптической системы передачи
5.1 Выбор материала печатной платы
Материал печатной платы должен обладать высокой механической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами, иметь высокую нагревостойкость, а также иметь высокую степень агдезии печатных проводников.
Основными наиболее часто употребляемыми материалами печатных плат являются гетинакс и стеклотекстолит. Проведём сравнительный анализ этих материалов.
Основные характеристики гетинакса и стеклотекстолита приведены в таблице 4.1.
Таблица 5.1 Основные характеристики материалов предназначенных для изго-товления печатных плат.
| Материал | Плотность  |  | Рабочая температура °С | Удельное сопротивление  |
| Гетинакс ГФ1-50 ГОСТ 10316-78 | 1,4 | 78 | -60 +105 |  |
| Стеклотекстолит СФ-2-35 ТУ16-503-161-83 | 1,5 | 294 | -60 +105 |  |
Гетинакс значительно дешевле стеклотекстолита. Гетинакс также легче обрабатывается, что способствует повышению технологичности платы.
По электроизоляционным свойствам гетинакс уступает стеклотекстолиту. Тангенс угла диэлектрических потерь у гетинакса 0.06, у стеклотекстолита 0.03. Гетинакс также уступает и по механической прочности и жесткости, что приводит к увеличению требуемой толщины платы. Гетинакс более подвержен воздействиям химических реактивов при химическом методе изготовления печатной платы. Это еще больше ухудшает его диэлектрические свойства
Прочность сцепления проводящего покрытия с гетинаксовым основанием невысокая и резко падает при повышении температуры. Это затрудняет производство плат высоких классов точности на гетинаксовом основании, а также практически исключает возможность замены элементов из-за отслаивания контактных площадок. При изготовлении двухсторонних печатных плат на гетинаксовом основании, практически невозможно выполнить качественную металлизацию отверстий.
Рассмотренные недостатки делают гетинакс практически непригодным для изготовления печатной платы одноволоконного оптического передатчика. Поэтому выбираем в качестве материала печатной платы стеклотекстолит марки СФ2-35-15.
5.2 Размещение элементов и разработка топологии печатной платы
При размещении элементов на печатной плате необходимо руководствоваться следующими принципами:
Длинна соединений между элементами должна быть минимальной.
Необходимо максимально разнести наиболее термочувствительные элементы схемы и тепловыделяющие элементы, за исключением термодатчиков, специально предназначенных для обнаружения изменения температуры тепловыделяющих элементов схемы.
Для обеспечения наибольшей механической прочности платы необходимо равномерно (с точки зрения массы) разместить элементы на поверхности печатных плат.
Элементы стабилизаторов должны находится на максимальном удалении (расстоянии) от входных сигнальных цепей для увеличения помехозащищённости устройства.
Для удобства монтажа однотипные ЭРЭ рекомендуется размещать группами.
Рассчитаем необходимые размеры печатной платы.
В конструкции разрабатываемого блока присутствуют два устройства: источник питания и передающее устройство. Целесообразно разместить эти устройства на разных печатных платах.
Тогда площадь занимаемая всеми ЭРЭ в передающем устройстве рассчитываем по формуле:
(5.1)
где 
площади занимаемые резисторами, конденсаторами, диодами, транзисторами, интегральными микросхемами и разъемами соответсвенно. Рассчитаем эти площади:
где 
количество резисторов С2-23-0.125,
С2-23-1, СП3-19А в схеме соответсвенно. Тогда:
Аналогично находим площади, занимаемые остальными элементами:
Тогда:
Необходимую площадь печатной платы рассчитываем по формуле:
(5.3)
где 
коэффициент заполнения платы, для профессиональной передающей аппаратуры 
Тогда:
В соответствии с требованиями технического задания ширина платы должна быть не более 100мм. Тогда находим необходимую длину печатной платы: 
Значит максимальный размер печатной платы для передающего устройства составляет 100х138мм.
Найдём площадь занимаемую всеми ЭРЭ в источнике питания:
,
где 
площади занимаемые резисторами, конденсаторами, диодами, диодными сборками и разъемами соответсвенно. Рассчитаем эти площади:
Тогда:
Необходимую площадь печатной платы источника питания рассчиты-ваем по формуле:
В соответствии с требованиями технического задания ширина платы должна быть не более 80мм. Тогда находим необходимую длину печатной платы: 
Значит максимальный размер печатной платы для источника питания составляет 80х86мм.
По конструкции печатные платы делятся на типы:
- односторонние
- двусторонние
- многослойные
Для данного изделия необходимо использовать двустороннюю печатную плату с металлизированными монтажными и переходными отверстиями. Несмотря на высокую стоимость, двусторонние печатные платы с металлизи-рованными отверстиями характеризуются высокими коммутационными свойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного элемента с проводящим рисунком платы и позволяет уменьшить габаритные размеры платы за счет плотного монтажа навесных элементов.
Двухсторонние платы с дискретными элементами, микросхемами, имеющими штыревые и планарные выводы, при средней насыщенности поверхности печатной платы навесными элементами, относятся к 3-му классу точности по ГОСТ 23751-86. Основные конструктивные параметры печатных плат, соответствующих этому классу точности, приведены в таблице 5.3.
Таблица 5.3
| № | Наименование параметра | Значение |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | · Минимальное значение номинальной ширины проводника t, мм. · Номинальное расстояние между проводниками S, мм. · Гарантийный поясок на наружном слое  , мм. · Отношение диаметра отверстия к толщине платы · Допуск на отверстие с металлизацией при диаметре меньше 1мм  , мм. · Допуск на ширину проводника  , мм. · Допуск на расположение отверстий  , мм. · Допуск на расположение контактных площадок , мм. · Допуск на расположение проводников  , мм. | 0,25 0,25 0,10 >0.33 +0.05, -0.10 +0.03, -0.05 0.08 0.20 0.05 |
расстояние между проводниками 0.25мм;
разрешающая способность 2.0 линий на 1 мм;
Шаг координатной сетки выберем 1.25мм. По данным [17] для второго класса плотности рабочее напряжение не должно превышать 30В, ток по печатному проводнику, при толщине фольги 50мкм, не должен превышать 250мА. Электрический режим блока не превышает этих требований.
На печатной плате имеются элементы с диаметром выводов =0.8мм (построечные резисторы, конденсаторы, диоды, трансформаторы), а также =0.5мм (конденсаторы, резисторы, микросхемы и т.д.).
Выбираем диаметр монтажных площадок:
где значения параметров взяты из таблицы 5.3.
Рассчитав необходимые параметры с помощью системы автоматизированного проектирования P-CAD в диалоговом режиме производим размещение элементов и трассировку платы. Полученная топология печатных плат приведена на чертежах “Передающее устройство, плата печатная” и “Источник питания, плата печатная”.
Похожие работы
... , будет разрабатываться его принципиальная схема и электрический расчет основных узлов. 8. Мероприятия по охране труда В данном дипломном проекте требуется разработать передающее устройство одноволоконной оптической системы передачи, рассчитанной на работу с длиной волны 0.85 мкм, которая относится к ближнему инфракрасному диапазону излучения. Поскольку передающее устройство ...
... зондирования, коловорот и др.) КТП-2Г КТП-2БП 1 1 КТП-2П 1 УПТ 1 УПИ 1 1 Комплект устройства для фиксации местоположения соединительных муфт кабельной линии связи УФСМ По согласованию с заказчиком Примечание. Средства измерения 1-5, 10-12, 14-17, 19 и 20 необходимы только в случае исп-я ОК с металл. элементами. 9.1. Электрические проверки основных ...
... большие габариты, малый КПД, потребность во внешнем устройстве накачки являются основными причинами, по которым этот источник не используется в современных ВОСП. Практически во всех волоконно-оптических системах передачи, рассчитанных на широкое применение, в качестве источников излучения сейчас используются полупроводниковые светоизлучающие диоды и лазеры. Для них характерны в первую очередь ...
... информации (тип кабеля); метод доступа к среде; максимальная протяженность сети; пропускная способность сети; метод передачи и др. В данном проекте ставится задача связать административный корпус предприятия с четырьмя цехами посредством высокоскоростной сети со скоростью передачи данных – 100 Мбит/сек. Рассмотрим вариант построения сети: на основе технологии Fast Ethernet. Данный стандарт ...
0 комментариев