Дипломная (вкр): Создание генератора тока, управляемого от микропроцессора с возможностью расширения его области применения

Операция образования межслойных и монтажных отверстий выполняется на станке ЧПУ CМ - 600 - Ф2. После образования отверстий требуется очистить плату и края отверстий от заусенцев и прилипших крошек стеклотекстолита. Эта операция производиться гидроабразивным методом. Затем идет подтравливание диэлектрика, промывка от химикатов и сушка.

По окончанию производиться контроль на правильность расположения отверстий и их форма.

После идет операция ультразвуковой промывки, сенсибилизация идет операция химического меднения. Этим добиваются нанесения на поверхность отверстий тонкого слоя меди.

Затем идет операция гальванического осаждения меди. Операция проводиться на автооператорной линии АГ- 44. На тонкий слой осаждается медь до нужной толщины. После этого производится контроль на толщину меди и качество её нанесения.

Затем методом сеткографии производиться маркировка печатной платы . Операция производиться на станке CДC -1, который требуемым штампом произведет оттиск на печатной плате маркировки.

Весь цикл производства печатных плат заканчивается контролем платы.

Здесь используется автоматизируемая проверка на специальных стендах.

3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

.1 Конструкция выходного каскада

Конструктивно выходной каскад выполнен в виде радиатора с закрепленными на нём элементами схемы.

Конструкция каскада выполнена таким образом чтобы удовлетворять двум требованиям. Во - первых выходной каскад должен рассеивать выходную мощность до 100 Вт, и, во - вторых конструкция его должна быть такова, чтобы препятствовать возникновению паразитной генерации мощного выходного транзистора на высокой частоте.

Радиатор изготовлен и стандартного алюминиевого продукта с площадью Для уменьшения теплового воздействия между корпусом транзистора и радиатором поверхность контактирования радиатора с резистором и транзистором пропитывается полиметилсилоксановой жидкостью.

В данной схеме, работающей с большим усилением на высокой частоте, было учтено то, что между монтажными проводами могут возникнуть паразитные индуктивные связи.

Учтена была также и возможность возникновения емкостных паразитных связей. В данной схеме, путём рациональной компоновки деталей влияние паразитных связей практически сводится к нулю.

Выходной транзистор установлен на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита представляющего собой полосовую линию. Благодаря такому решению удалось уменьшить длину монтажных проводов и тем самым снизить паразитные связи между ними.

В качестве накопительной ёмкости в цепи питания используется кассета импульсных тактовых конденсаторов типа К 52 - 18. Обладая низким внутренним сопротивлением, такие конденсаторы способны давать в нагрузку импульсы тока большой амплитуды не затрагивая при этом фронты сигнала.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

.1 Наладка устройства

Для наладки генератора тока потребуется готовая тест - программа, записанная в отладочном пульте или готовый микропроцессорный набор серии КР 580. В качестве отладочной удобно использовать программу «цифровой пилы», которая вырабатывает пиловую линейную последовательность в входном динамическом диапазоне цифро - аналогового преобразователя.

На первом этапе настройки производится установка на плату всех цифровых микросхем DD1 - DD6. Предварительно необходимо заземлить выводы микросхемы DD6, идущие на внешний разъём. В противном случае из - за наличия логической единицы на входах ячеек ИЛИ - НЕ (DD6) на их выходах появляется постоянный уровень логического нуля, что препятствует прохождению цифровой информации через D - триггеры DD3 - DD5.

После подачи напряжения  на плату генератора тока проверяется

работоспособность цифровой части схемы. Для осуществления этой операции потребуется осциллограф, например осциллограф универсальный двуканальный С1 - 92. Им проверяется наличие стробирующих импульсов на Q выводе микросхем DD3 - DD5, а так же их форма, отсутствие провалов, выбросов, и амплитуда. Эти импульсы представляют собой обычные стробирующие импульсы с периодом следования. Далее проверяется правильность прохождения информации через D - триггеры. Пила в цифровом виде представляет собой последовательность импульсов со скважностью 2 на каждом из 12 выходов микросхем DD3 - DD5. На младшем разряде (вывод микросхемы DD3) период повторения равен:

, то ,

где,  - период следования стробирующих импульсов;- число разрядов.

По окончании проверки работоспособности цифровой части схемы на плату устанавливаются микросхемы DA1 и DA2 и подаётся питающее напряжение, напряжения , , . На выходе микросхемы DA2 должен появиться пилообразный сигнал положительной полярности с амплитудой равной .

Ёмкость С4 необходима для коррекции АЧХ операционного усилителя DA2 и равна С4=0,5÷50 пФ, при =1÷20. При возникновении паразитной генерации операционного усилителя на высоких частотах необходимо установить конденсатор С3=10÷20 пФ и тем самым срезать самовозбуждение операционного усилителя. Неоправданное увеличение ёмкости в этом случае может привести к снижению скорости нарастания операционного усилителя, завалу фронтов выходного сигнала и уменьшению быстродействия схемы в целом.

Конденсаторы С1 и С2 служат для исключения попадания низкочастотных составляющих и высокочастотных выбросов и шумов по цепям питания цифровых аналоговых частей схемы. Подстроенный резистор R2 позволяет изменять опорное напряжение в небольших пределах и необходим для окончательной настройки схемы.

На заключительном этапе монтажа схемы на плату устанавливаются остальные элементы схемы.

Комплексная настройка производится в следующем порядке.

Плавно изменяется напряжение питания полевого транзистора VT1 в небольших пределах (1÷5В), вращением движка потенциометра R8 добиваются выравнивания дифференциального каскада на DA4. При точной настройке на нагрузочном сопротивлении  10 Ом отсутствует изменения падения напряжения, вызванное проникновением на выход генератора тока изменяющегося напряжения питания.

Затем, балансировкой операционного усилителя DA3 вызывают появлением в нагрузке начального тока стока VT1 в пределах 50÷100mA. Двухполюсник на VT2 и R13 представляет собой перестраиваемый источник тока положительной полярности. Изменяя положение движка подстроенного резистора R13 добиваются полного отвода начального тока стока VT1 в цепь . Измерение падения напряжения на нагрузке проводят цифровым вольтметром типа В7 - 27/1 при нулевом цифровом коде на всех разрядах цифро - аналогового преобразователя . Подстрочным резистором устанавливают нулевое падение напряжение на нагрузке  10 Ом .

Далее производят калибровку тока во всём диапазоне входного кода.

При R12=10 Ом максимальный выходной ток генератора должен быть равен . Так как у резистора R12 допускается 5% разброс от его номинального значения, то изменением положения движка построечного резистора R2 приводит в соответствие величину выходного генератора и входного цифрового кода, выставляемого на цифро - аналоговый преобразователь.

.2 График зависимости выходного тока от двоично - десятичного кода

Снятие зависимости выходного тока от входного двоично- десятичного кода проводилось в соответствии с рисунком 4.2 при нумерации в пределах раздела.

С пульта управления задавался различный входной код который отображён на индикаторе в двоично - десятичном виде. Измерения выходного тока цифровым вольтметром на токоемкостном резисторе.

«Рисунок 4.3- Схема для снятия двоично - десятичного кода »

ПУ - пульт управления;

МП - микропроцессор;

ГТ - генератор тока.

Снятая зависимость помещена в таблицу4.2. Из графика можно увидеть влияние мультипликативной погрешности в конечной точке шкалы цифро-аналогового преобразователя.

Для микросхемы К1108ПА1 даётся значение для абсолютной по грешности преобразования в пределах ± 30 EMP/ единицу младшего разряда.

На отклонение графика от идеальной прямой линии влияет дифференциальная нелинейность, которая нормируется для цифро - аналогового преобразователя К1108ПА1 в пределах ± 0,024 %.

Так же можно увидеть на графике влияние начального тока стока выходного полевого транзистора, который приблизительно равен 0,75mA при нулевом коде на входе генератора. При настройке генератора этот начальный ток стока отводится из транзистора в цепь +15В маломощным генератором тока, выполненном на транзисторе VT2 типа КП903.

График, зависимость которого снималась по рисунку 4.2 приведён в соответствии с рисунком 4.3 при нумерации в пределах раздела.

Так же можно увидеть на графике влияние начального тока стока выходного полевого транзистора, который приблизительно равен 0,75mA при нулевом коде на входе генератора. При настройке генератора этот начальный ток стока отводится из транзистора в цепь +15В маломощным генератором тока, выполненном на транзисторе VT2 типа КП903.

График, зависимость которого снималась по рисунку 4.2 приведён в соответствии с рисунком 4.3 при нумерации в пределах раздела.

« Таблица 4.2 » - Данные для построения графика

«Рисунок 4.3-График зависимости выходного тока от двоично -десятичного кода »

5. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

.1 Расчёт трудоёмкости изготовления генератора

Расчёт трудоёмкости генератора тока предназначен для последующего расчёта основной заработной платы, которая рассчитывается как произведение трудоёмкости на часовую тарифную ставку.

Расчёт трудоёмкости платы генератора произведён в соответствии с таблицей 5.1 при нумерации в пределах раздела.

Расчёт трудоёмкости пайки платы генератора произведён в соответствии с таблицей 5.2 при нумерации в пределах раздела.

Общая трудоёмкость составляется из суммы всех норм времени на операцию и равна 69,442 минут или 1,157 часа.

Время наладки определяется опытным путём и равно 12 часов. Следовательно, полная трудоёмкость равна 13,157 часа.

« Таблица 5.1» - Расчёт трудоёмкости платы генератора

*Штучное время, (норма времени - ед.измер-штука)

« Таблица 5.2» - Расчёт трудоёмкости пайки платы генератора

Всего на монтаж генератора затрачено времени 69,442 мин. или 1,157 часа.

6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

.1 Требования по охране труда на предприятии

Профессия радиомонтажника, специалиста по настройке и регулировки, радиоэлектронной аппаратуры, радиомеханика достаточно опасная, так как происходит постоянное взаимодействие с различными неблагоприятными, а в некоторых случаях и опасными факторами, такими как:

электрические и магнитные поля;

напряжение;

пары флюсов и многое другое.

Для того чтобы избежать травм и нежелательных ситуаций и их последствий нужно знать технику безопасности.

При техническом обслуживании и ремонте радиоэлектронной аппаратуры необходимо иметь следующие средства защиты:

защитные очки;

маску для рта и носа (защищающую от испарений флюса и других вредных веществ);

хлопчатобумажные перчатки;

от статического электричества - халат с длинными рукавами или нарукавниками, а также браслет (только в тех случаях, когда производится пайка микросхем и полевых транзисторов);

производственные помещения должны быть обеспечены средствами тушения пожара, и не загромождаться;

батареи отопления, водопроводные трубы и т.д. должны быть надежно защищены диэлектрическими щитами или решетками;

рабочий стол должен быть оснащен трансформатором с гальванической развязкой;