Аналіз елементної бази

Аналіз елементної бази проводиться з метою з’ясувати, чи забезпечує схема задані характеристики виробу, які передбачені умовами експлуатації і режимом роботи, та чи необхідно буде провести конструкторські заходи для налаштування приладу, щоб забезпечити його нормальний та коректний режим роботи, при цьому слід враховувати відповідність номіналів, і потужність елементів схеми, їх швидкодію, забезпечення технічних вимог до приладу і конструкції, наявність даних типів елементів в серійному виробництві.

Всі постійні резистори в приборі мають тип МЛТ-0,125. Резистори з металодіелектричним провідним шаром призначені для роботи в ланцюгах постійного, змінного і імпульсного струму в якості елементів навісного монтажу. Резистори відносяться до неізольованих. Резистор МЛТ-0,125 зображений на рисунку 3.1, а його технічні характеристики в таблиці 3.1.

Рисунок 3.1 – Корпус та габаритні розміри резистора МЛТ-0,125

Таблиця 3.1 – Технічні характеристики резистора МЛТ-0,125

Тип	МЛТ-0,125
Характеристики
Гранична робоча напруга	200В
Максимальна потужність розсіювання
Рівень власних шумів	5 мкВ
Мінімальне напрацювання	25000 год
Діапазон номінальних опорів	8,2 Ом – 3МОм
Маса	0,15 г

Змінний металоплівковий резистор С2-33 представлений на рисунку 3.2, а його технічні характеристики в таблиці 3.2.

Рисунок 3.2 – Резистор С2-33

Таблиця 3.2 – Технічні характеристики резистора С2-33

Тип	С2-33 змінний
Характеристики
Гранична робоча напруга	350 В
Максимальна потужність розсіювання
Рівень власних шумів	5 мкВ
Допустиме відхилення	1%
Мінімальне напрацювання	25000 год
Діапазон номінальних опорів	180 Ом
L	13,0-1,1
D	6,3-0,9
l	25+5
d	0,8
Маса	2,0 г

Конденсатори С1..С6 типу КМ-6 представлені на рисунку 3.3,а його технічні характеристики в таблиці 3.3. Це керамічні конденсатори постійної ємності.

Рисунок 3.3 – Корпус та габаритні розміри конденсатора КМ-6

Таблиця 3.3 – Технічні характеристики конденсатора КМ-6

Конденсатор електролітичний алюмінієвий К50-35 зображений на малюнку 3.4 та його технічні характеристики в таблиці 3.4. Конденсатори електролітичні алюмінієві з радіальними виводами і для поверхневого монтажу. Алюмінієві електролітичні конденсатори мають велику ємність, в перерахунку на одиницю, низькою ціною і вседоступністттю. Ці конденсатори широко застосовуються в імпульсних блоках живлення як вихідних фільтрів з частотами до 150КГц. Робоча частота в DC-DC перетворювачах процесорів робить ці конденсатори невідповідними. Паразитний ESR (ЕРС) має дуже високий в діапазоні частот від 150КГц і сильно залежить від температури, в порівнянні з конденсаторами інших типів. Час життя залежить від температури.

Рисунок 3.4 – Корпус та габаритні розміри конденсатора К50-35

Таблиця 3.4 – Технічні характеристики конденсатора К50-35

Тип	К50-35
Характеристики
Діапазон робочих температур	-40…+85
Номінальна напруга	6,3-450 В
Номінальна ємність	1-100 мкФ
Допустимі відхилення ємності від номіналу
Тангенс кута втрат	0,10
Напрацювання на відмовлення	2000 год
Маса	0,8 г

Транзистори VT1-VT2 КТ3107N – кремнієвий біполярний епітаксиально-планарний p-n-p підсилювальний транзистор в пластмасовому корпусі. Призначений для використання в підсилювальних, генераторних, перемикаючих схемах, схемах побутової відеотехніки та іншої радіоелектронної апаратури, корпус та габаритні розміри транзистора показані на рисунку 3.5.

В таблиці 3.5 представлені призначення виводів та в таблиці 3.6 основні технічні характеристики транзистора.

Рисунок 3.5 – Корпус та габаритні розміри транзистора КТ3107N

Таблиця 3.5 – Призначення виводів

Таблиця 3.6 – Основні технічні характеристики КТ3107N

Тип	КТ3107N
Характеристики
Напруга колектор-база	25-50 В
Напруга колектор-емітер	20-45 В
Напруга емітер-база	5В
Постійний струм колектора	100 мА
Робоча температура	-60 +125
Максимальна потужність, що розсіюється	300 мВт
Маса	4,4 г

Світлодіоди змінного червоно-зеленого світіння АЛС331 AM виконані в пластмасовому корпусі, виводи – дротяні жорсткі залужені. Такі світло діоди виготовляють на основі епітаксильних гетеро структур фосфориту галію. Корпус та габаритні розміри представлені на рисунку 3.6.

Технічні характеристики представлені в таблиці 3.7.

Рисунок 3.6 – Корпус та габаритні розміри світло діода АЛС331 AM

Таблиця 3.7 – Технічні характеристики АЛС331 AM.

Тип	АЛС331 AM
Характеристики
Фотометрична сила світла Іv,ммкд
Постійний прямий струм Іпр, мА
Максимальни пост.пр. струм Іпр.макс, мА
Uпр, В
Максимум спектрального розподілу λмакс, мкм	0,56; 0,7
Довжина імпульсу струму tі, мс
U зворотнє,макс, В
Максимальна температура навк.серед.
Вага, г	0,3

Мікросхема DD1 К561ИЕ16 являє собою 14-розрядний двійковий лічильник з послідовним переносом. Лічильник має каскад, що загострює тактові імпульси (тригер Шмітта) на вході. Вміст лічильника збільшується по від’ємному спаду імпульса на рахуючому вході. Частота імпульсу може досягати 3,5-4,0МГц (в залежності від напруги живлення). При подачі високого рівня на вхід скидання всі виходи лічильника встановлюються в 0.

К561ИЕ16 представлений на рисунку 3.7 та його логічна схема на рисунку 3.8, розташування виводів К561ИЕ16 показані на рисунку 3.9.

Рисунок 3.7 – Корпус та габаритні розміри мікросхеми К561ИЕ16

Рисунок 3.8 – Логічна схема мікросхеми К561ИЕ16

Рисунок 3.9 – Розташування виводів мікросхеми К561ИЕ16

Таблиця 3.8 – Основні технічні характеристики К561ИЕ16

Тип	К561ИЕ16
Характеристики
Напруга живлення (Vdd)	+3..+15В
Максимальна напруга	+18В
Робочий діапазон температур.	-40 ..+85
Корпус	Dip-16
Вага	1,726г

Мікросхема DD2 К176ИЕ1 – шести розрядний двійковий лічильник-дільник, який зручно використовувати разом з таймером. Кожен відлік кода на виходах відповідає перепаду на тактовому вході С. Скидання вихідних даних в нуль – асинхронний, коли на вхід R прийде високий рівень. Корпус та габаритні розміри представлені на рисунку 3.10, а його технічні характеристики в таблиці 3.9.

Рисунок 3.10 – Корпус та габаритні розміри мікросхеми К176ИЕ1

Таблиця 3.9 – Технічні характеристики мікросхеми К176ИЕ1

Тип	К176ИЕ1
Характеристики
Напруга живлення (Vdd)	+3..+15В
Струм живлення при максимальній напрузі живлення	0,2 мА
Входи керування	C,R,S
Час затримки розповсюдження	590 нс
Вихідний струм низького рівня	0,6 мА
Робочий діапазон температур.	-45 ..+85
Корпус	Dip-14
Вага	0,9г

Мікросхеми DD3 та DD4 К176ИЕ4 – лічильник з дешифратором для виводу інформації на семи сегментний індикатор. Корпус та габаритні розміри представлені на рисунку 1.10, а його технічні характеристики в таблиці 3.10.

Таблиця 3.10 – Технічні характеристики мікросхеми К176ИЕ4

Тип	К176ИЕ4
Характеристики
Напруга живлення (Vdd)	+3..+15В
Струм живлення при максимальній напрузі живлення	0,2 мА
Входи керування	C,R,S
Час затримки розповсюдження	590 нс
Вихідний струм низького рівня	0,6 мА
Робочий діапазон температур.	-45 ..+125
Корпус	Dip-14
Вага	0,9г

Мікросхема DD5 К561ЛН2 має 6 буферних (підсилених) інверторів стандартної КМОН логіки. Має також корпус Dip-14, тому його корпус та габаритні розміри показані на рисунку 3.10. Технічні параметри представлені в таблиці 3.11.

Таблиця 3.11 – Технічні характеристики мікросхеми К561ЛН2

Тип	К561ЛН2
Характеристики
Напруга живлення (Vdd)	+3..+18В
Струм живлення (статичний)	<0,2 мА
Потужність живлення	0,4 мкВт/вентиль
Вихідна напруга лог. «0», не більше	2,9 В
Вихідна напруга лог. «1», не меньше	7,2В
Робочий діапазон температур.	-40 ..+85
Час затримки	50нс
Корпус	Dip-14
Вага	0,9г

Мікросхема DD6 К561ЛА7 випускається в пластмасовому корпусі з дворядним розташування 14 штиревих виводів. Він виконує логічну функцію І-Не, виготовляється на основі КМОП-структур. В складі К561ЛА7 чотири 2-вхідних логічних елемента «І-Не». Корпус та габаритні розміри представлені на рисунку 3.10.

Технічні характеристики К561ЛА7 представлені в таблиці 3.12.

Таблиця 3.12 – Технічні характеристики мікросхеми К561ЛА7

Тип	К561ЛА7
Характеристики
Напруга живлення (Vdd)	10В
Граничний діапазон напруги живлення	3-15В
Струм живлення (статичний)	<0,2 мА
Потужність живлення	0,4 мкВт/вентиль
Вихідна напруга низького рівня, не більше	2,9 В
Вихідна напруга високого рівня, не меньше	7,2В
Максимальний вхідний струм низького рівня	0,45 мА
Максимальний вхідний струм високого рівня	0,55 мА
Робочий діапазон температур.	-45 ..+85
Час затримки, не більше	80нс
Корпус	Dip-14
Вага	0,9г

Індикатор ИЖЦ5 4/8 – рідиннокристалічний цифровий прибор, що працює на «твіст» - ефекті та використовується для відображення цифрової інформації в вимірювальній апаратурі. Оформлення індикатора – плоске, скляне, з контактними площадками розташованими з двох протилежних сторін індикатора. Відлік номерів контактних площадок ведеться зліва направо в верхньому ряду та справа наліво в нижньому при розгляданні індикатора зі зворотної второни. Вид індикації індикатора – на відображення. Колір зображення – темний, а фона – світло-сірий.

Корпус та габаритні розміри індикатора представлені на рисунку 3.11, а його технічні характеристики в таблиці 3.13.

Рисунок 3.11 – Корпус та габаритні розміри індикатора ИЖЦ5 4/8

Таблиця 3.13 – Технічні характеристики індикатора ИЖЦ5 4/8

Кварцовий резонатор ZQ1 32768 призначений для використання в аналого-цифрових ланцюгах для стабілізації і виділення електричних коливань певної частоти або смуги частот. Принцип роботи: в широкій смузі частот опір приладу має ємнісний характер і тільки на деяких (робочих) частотах має широко виражений резонанс (зменшення опору). Кварцовий резонатор має кращі характеристики, ніж інші прилади для стабілізації частоти (коливальні контури, пьезокерамические резонатори): такі як стабільність по частоті (догляд частоти) і температурі (зміна частоти резонансу в залежності від температури навколишнього середовища). Виборчий, яскраво виражений резонансний характер опору цих компонентів визначає основні області застосування кварцових резонаторів - високостабільні генератори тактових сигналів і опорних частот, ланцюги частотної селекції, синтезатори частоти і т.д. Корпус та габаритні розміри представлені на рисунку 3.12, а його технічні характеристики в таблиці 1.14.

Рисунок 3.13 – Корпус та габаритні розміри кварцового резонатора 32768

Таблиця 1.14 – Технічні характеристики кварцового резонатора 32768

Перемикач SA1 КЕ-011-21 – кнопочний перемикач, що використовується в рухомих та нерухомих стаціонарних установках, в тому числі хімічно стійких виробах. Корпус та габаритні розміри зображені на рисунку 3.14 та його технічні характеристики представлені в таблиці 3.15.

Рисунок 3.14 – Корпус та габаритні розміри перемикача КЕ-011-21

Таблиця 3.15 – Технічні характеристики перемикача КЕ-011-21

В таблиці 3.16 представлені конструктивно-експлуатаційні характеристики елементів, установчі площі яких попередньо обраховані.

Таблиця 3.16 – Конструктивно-експлуатаційні характеристики елементів

На друкованій платі приладу для перевірки стану зорової системи встановлено 36 елементів.

Для конденсатора типу КМ-6-0,1мкФ площа встановлення, та площа яку він буде займати на платі складає:

S=60 мм²

Отже, для 4-х конденсаторів S_С1-4=60*4=240 мм²

Для електролітичного конденсатора типу К50-35-6,3В площа встановлення, та площа яку він буде займати на платі складає:

S_С5=39,7 мм²

Для мікросхеми з корпусом DIP-14 площа встановлення, та площа яку віна буде займає на платі складає:

S_DD=146,2 мм²

S_DD1-4=4*146,2=584,8 мм²

Для мікросхеми з корпусом DIP-16 площа встановлення, та площа яку віна буде займає на платі складає:

S_DD=161,2 мм²

S_DD5-6=161,2*2=322,4 мм²

Для резистора типу С2-33 площа встановлення складає:

S_R4=35 мм²

Для резисторів типу МЛТ-0,125 площа встановлення складає:

S_R=3,8 мм²

S_R1-3,5-9=3,8*8=30,4 мм²

Для транзисторів типу КТ3107N площа встановлення, та площа яку він буде займати на платі складає:

S_VT=21,84 мм²

S_VT1-2=21,84*2=43,68 мм²

Для індикатора типу ИЖЦ5-4/8 площа встановлення, та площа яку він буде займати на платі складає:

S =1284 мм²

Для кварцового резонатора типу 32768 площа встановлення складає:

S_Q1 = 7,1 мм²

Загальна площа елементів складає:

S_ел.=240+39,7+584,8+322,4+35+30,4+43,68+1284+7,1=2587,1 мм²

Отже загальна площа друкованої плати буде дорівнювати:

Враховуючи відстань між елементами та провідниками, а також особливості конструювання друкованих плат у відповідності до ГОСТ 10317-79 обираємо такі геометричні розміри плати 280х450мм. Такі геометричні розміри майже задовольняють розрахунковим значенням, що приведені для друкованої плати.

Обрахуємо масу радіоелементів на платі. Масу елементів обрахуємо, використовуючи дані з таблиці 3.16.

Маса конденсаторів типу КМ-6-0,1мкФ складає г

Маса конденсатора типу К50-35-6,3В складає г

Отже, загальна маса конденсаторів становить: m_С= m_С1-4+ m_С5=7,4 г

Маса мікросхем з корпусом DIP-14 складає m_DD1-4=4 г

Маса мікросхем з корпусом DIP-16 складає m_DD5-6=3,44 г

Отже, загальна маса мікросхем становить: m_DD= m_DD1-4+ m_DD5-6=7,44 г

Маса діода випромінюючого АЛС331АМ складає m_VD1=0,3 г

Маса транзисторів КТ3107N складає m_VT1-2=8,8 г

Маса індикатора ИЖЦ5-4/8 складає m =20 г

Маса резистора С2-33 складає m_R4=0,5 г

Маса резисторів МЛТ-0,125 складає m_R1-3,5-9=1,2 г

Отже, загальна маса резисторів складає m_R= m_R4+ m_R1-3,5-9=1,7 г

Маса перемикача F-4K складає m_S1=5 г

Маса кварцового резонатора 32768 складає m_Q1=0,2 г

Загальна маса радіоелементів встановлених на платі складає

Отже, загальна маса радіоелементів, що встановлені на платі 50,84 г.