3.4. Расчёт теплового режима

Исходными данными для расчёта являются:

- длина корпуса прибора L₁

- ширина корпуса прибора L₂

-высота корпуса прибора L₃

- коэффициент заполнения прибора K_з: 0,3;

- удельная мощность, рассеиваемая прибором P₀, 20 Вт

Рассчитывается поверхность корпуса блока по формуле:

; (2.6)

.

Определяется условная поверхность нагретой зоны по формуле:

; (2.7)

.

Определяется удельная мощность корпуса блока по формуле:

; (2.8)

.

Рассчитывается удельная мощность корпуса блока по формуле:

; (2.9)

.

Находится коэффициент в зависимости от удельной мощности корпуса блока:

. (2.10)

Находится коэффициент в зависимости от удельной мощности нагретой зоны:

. (2.11)

Находится коэффициент, зависящий от атмосферного давления вне корпуса:

. (2.12)

Находится коэффициент, зависящий от атмосферного давления внутри корпуса блока:

. (2.13)

Определяется перегрев корпуса блока по формуле:

; (2.14)

.

Рассчитывается перегрев нагретой зоны по формуле:

; (2.15)

.

Определяется средний перегрев воздуха в блоке по формуле:

; (2.16)

.

Определяется удельная мощность элементов по формуле:

; (2.17)

.

Рассчитывается перегрев поверхности элементов по формуле:

, где a=0,75, b=0,25; (2.18)

.

Рассчитывается перегрев окружающей элементы среды по формуле:

; (2.19)

.

Определяется температура корпуса блока по формуле:

; (2.20)

.

Определяется температура нагретой зоны по формуле:

; (2.21)

.

Находится температура поверхности элементов по формуле:

; (2.22)

.

Находится средняя температура воздуха в блоке по формуле:

; (2.23)

.

Находится температура окружающей элементы среды по формуле:

; (2.24)

.

Как видно из расчетов, максимальная температура теплонагруженных компонентов не превышает 85 градусов, что ниже предельной температуры определенной производителем. Таким образом, дополнительных мер по отводу тепла предпринимать нет необходимости.

3.5. Компоновка печатной платы частотомера цифрового

Процесс разработки печатной платы складывается из следующих операций:

а) компоновка печатной платы, в процессе которой находят оптимальное размещение навесных элементов на печатной плате, согласно электрической принципиальной схеме изделия. В результате компоновки находят положения контактных площадок для подключения всех элементов;

б) разводка печатных проводников ("трассировка"). Цель этой операции – провести проводники, соединяющие контактные площадки, так, чтобы они имели минимальную длину, и минимальное число переходов на другие слои с целью устранения пересечений;

в) оформление чертежа с соблюдением требований стандартов.

Компоновка радиотехнического изделия — это размещение на плоскости или в пространстве различных элементов изделия. Такими элементами могут быть радиодетали (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т. п.), функциональные узлы различного конструктивного исполнения (модули, интегральные, микросхемы, микросборки и т. п.), блоки и приборы. В результате компоновки должны быть определены геометрические размеры, форма, ориентировочная масса изделия и взаимное расположение всех элементов в конструкции.

При разработке компоновки радиотехнического изделия учитывают сложную совокупность факторов, связанных с особенностями функционирования в эксплуатации изделия, электрическими взаимосвязями и тепловыми режимами внутри РЭА, геометрическими размерами и формой отдельных элементов конструкции.

Поэтому необходимо выполнять следующие требования:

1) между отдельными элементами, узлами, блоками, приборами должны отсутствовать паразитные электрические взаимосвязи, которые могут существенно изменить характер полезных взаимосвязей и нарушить нормальное функционирование изделия;

2) тепловые поля, возникающие в РЭА вследствие перегрева отдельных элементов, не должны ухудшать технические характеристики аппаратуры;

3) необходимо обеспечить легкий доступ к деталям, узлам, блокам в конструкции для контроля, ремонта и обслуживания. Расположение элементов конструкции должно также обеспечивать технологичность монтажа и сборки с учетом использования автоматизации этих процессов;

4) габариты и масса изделия должны быть минимально возможными.

Паразитные обратные связи определяются взаимным расположением отдельных частей конструкции и соединяющих их проводников и могут возникать не только между отдельными элементами, но и между узлами, блоками, приборами, что нарушает устойчивость работы любой радиотехнической схемы.

В результате компоновки получили плату с односторонним расположением элементов см. схему приложение Б .