Модернизация управляющего блока тюнера

|слова (РУС). Производя запись управляющего слова в РУС можно перевести |

|микросхему в один из 3-х режимов работы: режим 0-простой ввод/вывод; режим |

|1-стробируемый ввод/вывод; режим 2-двунапрвленный канал. При подаче сигнала SR |

|РУС устанавливается в состояние, при котором все каналы настраиваются на работу |

|в режиме 0 для ввода информации. Режим работы каналов можно изменить как в |

|начале, так и в процессе выполнения работающей программы, что позволяет |

|обслуживать различные периферийные устройства в определенном порядке одной |

|микросхемой. При изменении режима работы любого канала все входные и выходные |

|регистры каналов и триггеры состояния сбрасываются. |

| |

| |

| |

| |

| |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |19 |

| | | | | | | |

| |

|Фиксирующая схема. |

| |

|Как уже отмечалось выше необходимо подавать сигналы в блок индикации № канала (2|

|индикатора) в строго определенные моменты времени. Для этого необходимо |

|предусмотреть устройство, которое по сигналам от процессора, будет пропускать |

|информацию на один из индикаторов блока индикации. В качестве элементов |

|фиксирующей схемы будем использовать 2 регистра типа 1533UP23. |

|Регистр, аналогичный UP22, нос 8 тактируемыми триггерами. Регистр принимает и |

|отображает информацию синхронно с положительным перепадом на тактовом входе. |

| |

|[pic] |

| |

|Таким образом, подавая тактирующие сигналы на вход С (№11) регистра 1533UP23, мы|

|разрешаем прохождение сигналов на соответствующий индикатор в строго |

|определенные моменты времени. |

| |

| |

|Согласующая схема. |

| |

|Для организации вывода информации в остальные блоки тюнера будем использовать |

|регистр 1533UP23, тактируемый сигналами от микропроцессора. |

|Для приема информации в устройство управления будем использовать шинный |

|формирователь 1533АП6. Как известно шинный формирователь обеспечивает передачу |

|информации в обоих направлениях. Для обеспечения только ввода данных вывод №1 |

|соединим с корпусом. Если появится необходимость в выводе большего количества |

|информации из устройства управления, то с помощью микросхемы 1533АП6 можно будет|

|решить данную проблему. |

| |

| |

| |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |20 |

| | | | | | | |

| |

| |

|Схема дешифрации. |

| |

|В предыдущих главах были рассмотрены основные блоки схемы управления и было |

|отмечено, что МП в строго определенные моменты времени должен взаимодействовать |

|с определенными микросхемами. Поэтому в данной схеме необходимо предусмотреть |

|устройство, которое по сигналам от процессора, будет подключать к его шинам |

|адреса или данных ту или иную микросхему или группу микросхем. Из этого можно |

|заключить, что в схеме системы должен протекать некоторый процесс однозначного |

|выбора и он организуется подачей на линии адреса А11[pic]А15 определенного кода |

|выбора или сигнала разрешения доступа к отдельному блоку или блокам. К счастью, |

|эта проблема является классической и она имеет простое решение. В частности |

|можно использовать дешифратор, выполненный в виде ТТЛ устройства среднего уровня|

|интеграции, предназначенного для преобразования двоичного кода в напряжение |

|логического уровня, которое появляется в том выходном проводе, десятичный номер |

|которого соответствует двоичному коду. В последствии выходной провод дешифратора|

|подключают к входу «Выбор микросхемы» нужной микросхемы (например вывод №18 (CS)|

|микросхемы 537РУ10). |

|Микросхема 1533ИД7 – высокоскоростной дешифратор, преобразующий трехразрядный |

|код А0[pic]А2 (№1[pic]3) в напряжение низкого логического уровня, появляющегося |

|на одном из восьми выходов 0[pic]7. Дешифратор имеет трехвходовый логический |

|элемент разрешения. |

|Дешифрация происходит, когда на входах [pic](№4) и [pic](№5), напряжение низкого|

|уровня, а на входе Е3(№6) высокого. При других логических уровнях на входах |

|разрешения, на всех выходах имеются напряжения высокого уровня. |

|В качестве информационных сигналов будем использовать сигналы, поступающие по |

|адресным линиям А11[pic]А13; сигналов разрешения, сигналы, поступающие по |

|адресным линиям А14[pic]А15 (вход №4 подсоединим к корпусу). |

| |

| |

| |

|Цифро-аналоговый преобразователь. |

| |

|Для преобразования цифровой информации в аналоговую необходимо использовать ЦАП.|

| |

| |

| |

|[pic] |

| |

| |

| |

| |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |21 |

| | | | | | | |

| |

| |

|Основной характеристикой ЦАП является разрешающая способность, определяемая |

|числом разрядов N. Теоретически ЦАП, преобразующий N-разрядные двоичные коды, |

|должен обеспечивать 2N различных значений выходного сигнала с разрешающей |

|способностью (2N-1)-1. |

|В нашем случае необходимо организовать формирование 3-х аналоговых сигналов |

|ANL1, ANL2 и ANL3, которые будут пропорциональны цифровым сигналам на выходах |

|канала А, В, С микросхемы 580ВВ55 соответственно. Значит необходимо |

|предусмотреть 3 цифро-аналоговых преобразователя. Свой выбор я остановил на 10 |

|разрядном ЦАП прецизионного типа 572ПА1. Для построения полной схемы |

|преобразователя к микросхеме 572ПА1 необходимо подключить операционный |

|усилитель. В качестве операционного усилителя будем использовать К140УД8, |

|имеющего схему внутренней коррекции. |

| |

| |

|Дополнительные пояснения к схеме управления. |

| |

| |

|Во избежание записи или считывания «ложной» информации во время включения или |

|выключения напряжения питания в схеме устройства управления предусмотрена |

|микросхема DD8 – четырехканальный коммутатор цифровых и аналоговых сигналов. |

| |

|Прежде чем последовательность коротких импульсов подавать на вход SID |

|микропроцессора, необходимо обеспечить хорошую стабильность длительности данных |

|импульсов, т.к. на входе элемента Шмидта все они будут иметь разную |

|длительность. В составе серий ТТЛ имеется несколько аналого-импульсных схем – |

|ждущих мультивибраторов. Они позволяют расширить длительность коротких |

|импульсов, сформировать импульсы нужной длительности с хорошей стабильностью по |

|длительности. |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |22 |

| | | | | | | |

| |

| |

|2.3. Выбор и обоснование применения элементной базы. |

| |

| |

|Для создания разрабатываемого устройства согласно техническому заданию |

|необходимо применить комплектующие отечественного производства и максимально |

|использовать стандартные компоненты и изделия. Исходя из этого выбор элементной |

|базы будет следующим. |

| |

|Резисторы, конденсаторы, диоды и другие дискретные компоненты. |

| |

|Для применения в разрабатываемом устройстве были выбраны резисторы марки МЛТ |

|мощностью 0,125 Вт. Выбор был сделан, исходя из соображений достаточной |

|надежности, точности и низкой общей стоимости прибора. Резисторы марки МЛТ в |

|достаточной степени удовлетворяют вышеприведенным требованиям и являются одной |

|из наиболее распространенных марок резисторов, что сыграло решающую роль при их |

|выборе. Другие дискретные компоненты выбраны исходя из аналогичных соображений. |

| |

|Интегральные микросхемы. |

| |

|Ввиду большого разнообразия серий микросхем, пригодных для использования в |

|разрабатываемом устройстве и значительного количества параметров микросхем, их |

|выбор аналогично выбору дискретных компонентов затруднителен. Поэтому выбор |

|микросхем будет произведен по их параметрам. |

| |

|Справочные данные. |

| |

|512 ВИ1 |

|Un=5 В[pic]10%. |

|Iпотр, мА. |

|статический режим 0,1 |

|динамический режим при |

|fmax тактовых импульсов 4 |

|fmin 0,1 |

|Выходной ток высокого (низкого) уровня при Uвых Н=4,1 В, (UвыхL=0,4 В), мА – |

|1,0[pic]1,6. |

|Входной ток, мкА 1. |

| |

|1821ВМ85 |

| |

|Допустимые предельные значения: |

|Температура окружающей среды - -10[pic][pic]С. |

|Направление на всех выводах по отношению к корпусу – -0,5[pic]7 В. |

|Мощность рассеивания – 1,5 Вт. |

|Статические параметры в диапазоне температур -10[pic][pic]С. |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |23 |

| | | | | | | |

| |

|3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ |

| |

| |

|3.1. Выбор и определение типа платы, ее технологии изготовления, класса |

|точности, габаритных размеров, материала, толщины, шага координатной сетки. |

| |

|1. По конструкции печатные платы с жестким и гибким основанием делятся на типы: |

|односторонние |

|двусторонние |

|многослойные |

|Для данного изделия необходимо использовать двустороннюю печатную плату с |

|металлизированными монтажными и переходными отверстиями. Несмотря на высокую |

|стоимость, ДПП с металлизированными 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. |

|Для изготовления печатной платы в соответствии с ГОСТ 4.010.022 и исходя из |

|особенностей производства выбираем комбинированный позитивный метод, т.к. по |

|сравнению с остальными методами он обладает лучшим качеством изготовления, |

|достаточно хорошими характеристиками, и есть возможность реализации |

|металлизированных отверстий. |

|2. В соответствии с ГОСТ 2.3751-86 для данного изделия необходимо выбрать |

|четвертый класс точности печатной платы. |

|3. Габаритные размеры печатных плат должны соответствовать ГОСТ 10317-79. Для |

|ДПП максимальные размеры могут быть 400 х 400 мм. Габаритные размеры данной |

|печатной платы удовлетворяют требованиям данного ГОСТа. |

|4. В соответствии с требованиями ГОСТ 4.077.000 выбираем материал для платы на |

|основании стеклоткани – стеклотекстолит СФ-2-50-1,5 ГОСТ 10316-78. Толщина 1,5|

|мм. Т.к печатные платы из эпоксидного стеклотекстолита характеризуются меньшей |

|деформацией, чем печатные платы из фенольного и эпоксидного гетинакса. В |

|качестве фольги, используемой для фольгирования диэлектрического основания |

|будет использована медная фольга т. к алюминиевая фольга уступает медной из-за |

|плохой паяемости, а никелевая - из-за высокой стоимости. |

|5. В соответствии с ГОСТ 2.414078 и исходя из особенностей схемы, выбираем шаг |

|координатной сетки 1,25 мм. |

|Способ получения рисунка – фотохимический. |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

| |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |31 |

| | | | | | | |

| |

| |

| |

|3.2. Описание технологии производства. |

| |

|Производство ПП характеризуется большим числом различных механических, |

|фотохимических и химических операций. При производстве ПП можно выделить типовые|

|операции, разработка и осуществление которых производится специалистами |

|различных направлений. |

| |

|Для изготовления ПП был выбран комбинированный позитивный метод. |

| |

| |

| |

|3.2.1. Резка заготовок. |

| |

|Фольгированные диэлектрики выпускаются размерами 1000-1200 мм, поэтому первой |

|операцией практически любого технологического процесса является резка заготовок.|

|Для резки фольгированных диэлектриков используют роликовые многоножевые |

|прецизионные ножницы. Скорость резания плавно регулируется в пределах 2-13,5 |

|м/мин. Точность резания (1,0 мм. Для удаления пыли, образующейся при резании |

|заготовки, ножницы оборудованы пылесосом. В данном технологическом процессе |

|будем применять многоножевые роликовые ножницы при скорости резания 5 м/мин. |

|Из листов фольгированного диэлектрика многоножевыми роликовыми ножницами |

|нарезается заготовки требуемых размеров с припуском на технологическое поле по |

|10 мм с каждой стороны. Далее с торцов заготовки необходимо снять напильником |

|заусенцы во избежание повреждения рук во время технологического процесса. |

|Качество снятия заусенцев определяется визуальным контролем. |

|Резка заготовок не должна вызывать расслаивания диэлектрического основания, |

|образования трещин, сколов, а также царапин на поверхности заготовок. |

| |

|3.2.2. Образование базовых отверстий. |

| |

|Базовые отверстия необходимы для фиксации платы во время технологического |

|процесса. Сверление отверстий является разновидностью механической обработки. |

|Это одна из самых трудоемких и важных операций. При выборе сверлильного |

|оборудования необходимо учитывать следующие основные особенности: изготовление |

|нескольких тысяч отверстий в смену, необходимость обеспечения перпендикулярных |

|отверстий поверхности платы, обработка плат без заусенцев. При сверлении |

|важнейшими характеристиками операции являются: конструкция сверлильного станка, |

|геометрия сверла, скорость резания и скорость осевой подачи. |

|Для правильной фиксации сверла используются специальные высокоточные кондукторы.|

| |

| |

| |

| |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |32 |

| | | | | | | |

| |

|Кроме того, необходимо обеспечить моментальное удаление стружки из зоны |

|сверления. Как известно стеклотекстолит является высокоабразивным материалом, |

|поэтому необходимо применять твердосплавные сверла. Применение сверл из твердого|

|сплава позволяет значительно повысить производительность труда при сверлении и |

|улучшить чистоту обработки отверстий. В большинстве случаев заготовки сверлят в |

|пакете, высота пакета до 6 мм. |

|В данном технологическом процессе, заготовки сверлят в пакете на сверлильном |

|станке С-106. Скорость вращения сверла при этом должна быть в пределах 15 000-20|

|000 об/мин, а осевая скорость подачи сверла - 5-10 мм/мин Заготовки собираются в|

|кондукторе, закрепляются и на сверлильном станке просверливаются базовые |

|отверстия. |

|Качество просверленных отверстий определяется визуально. |

| |

|3.2.3. Подготовка поверхности заготовок. |

| |

|От состояния поверхности фольги и диэлектрика во многом определяется адгезия |

|наносимых впоследствии покрытий. Качество подготовки поверхности имеет важное |

|значение, как при нанесении фоторезиста, так и при осаждении металла. |

|Широко используют химические и механические способы подготовки поверхности или |

|их сочетание. Консервирующие покрытия легко снимаются органическим |

|растворителем, с последующей промывкой в воде и сушкой. Окисные пленки, пылевые |

|и органические загрязнения удаляются последовательной промывкой в органических |

|растворителях (ксилоле, бензоле, хладоне) и водных растворах фосфатов, соды, |

|едкого натра. |

|Удаление оксидного слоя толщиной не менее 0,5 мкм производят механической |

|очисткой крацевальными щетками или абразивными валками. Недостаток этого способа|

|- быстрое зажиривание очищающих валков, а затем, и очищающей поверхности. Часто |

|для удаления оксидной пленки применяют гидроабразивную обработку. Высокое |

|качество зачистки получают при обработке распыленной абразивной пульпой. |

|Гидроабразивная обработка удаляет с фольги заусенцы, образующиеся после |

|сверления, и очищает внутренние медные торцы контактных площадок в отверстиях |

|многосторонних печатных плат от эпоксидной смолы. |

|Высокое качество очистки получают при сочетании гидроабразивной обработки с |

|использованием водной суспензии и крацевания. На этом принципе работают |

|установки для зачистки боковых поверхностей заготовок и отверстий печатных плат |

|нейлоновыми щетками и пемзовой суспензией. |

|Обработка поверхности производится вращающимися латунными щетками в струе |

|технологического раствора. Установка может обрабатывать заготовки максимальным |

|размером 500х500 мм при их толщине 0,1-3,0 мм, частота вращения щеток 1200 |

|об/мин, усилие поджатия плат к щеткам 147 Н. |

|Химическое удаление оксидной пленки (декапирование) наиболее эффективно |

|осуществляется в 10 %-ном растворе соляной кислоты. |

| |

| |

| |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |33 |

| | | | | | | |

| |

|К качеству очистки фольгированной поверхности предъявляют высокие требования, |

|так как от этого во многом зависят адгезия фоторезиста и качество рисунка схемы.|

| |

|В данном технологическом процессе подготовка поверхности заготовок производится |

|декапированием заготовок в 5% соляной кислоты и обезжириванием венской известью.|

|Для этого необходимо поместить заготовки на 15 сек в 5%-ный раствор соляной |

|кислоты при температуре 180-250 С, затем промыть заготовки в течение 2-3 мин в |

|холодной проточной воде при температуре 180-250 С, далее зачистить заготовки |

|венской известью в течение 2-3 мин, снова промыть заготовки в холодной проточной|

|воде при температуре 180-250 С в течение 2-3 мин, затем декапировать заготовки в|

|5%-ном растворе соляной кислоты в течение 1-3 сек при температуре 180-250 С, |

|опять промыть заготовки в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при |

|температуре 20(20 C, промыть заготовки в дистиллированной воде при температуре |

|20(20 C в течение 1-2 мин, и затем сушить заготовки сжатым воздухом при |

|температуре 180-250 С до полного их высыхания. После всех этих операций |

|необходимо проконтролировать качество зачистки поверхности фольги. Контроль |

|рабочий. |

| |

|3.2.4. Нанесение рисунка. |

| |

|От фоторезиста очень часто требуется высокое разрешение, а это достигается |

|только на однородных, без проколов пленках фоторезистов, имеющих хорошее |

|сцепление с фольгой. Вот почему предъявляются такие высокие требования к |

|предыдущим операциям. Необходимо свести до минимума содержание влаги на плате |

|или фоторезисте, так как она может стать причиной проколов или плохой адгезии. |

|Все операции с фоторезистом нужно проводить в помещении при относительной |

|влажности не более 50 %. Для удаления влаги с поверхности платы применяют сушку |

|в термошкафах. |

|В данном технологическом процессе применяется сухой пленочный фоторезист СПФ-2, |

|наносимый на ламинаторе КП 63.46.4. |

|В данном случае рисунок схемы получают методом фотопечати. Для этого перед |

|нанесением фоторезиста заготовку необходимо выдержать в сушильном шкафу при |

|температуре 75(50. С в течение 1 часа, затем последовательно на необходимую |

|сторону заготовки нанести фоторезист, обрезать ножницами излишки по краям платы,|

|освободить базовые отверстия от фоторезиста, выдержать заготовки при |

|неактиничном освещении в течение 30 мин при температуре собрать пакет из |

|фотошаблона и платы, экспонировать заготовки в установке экспонирования КП 6341,|

|снова выдержать заготовки при неактиничном освещении в течение 30 мин при |

|температуре 180 С, проявить заготовку в установке проявления АРС-2.950.000, |

|затем промыть платы в мыльном растворе, промыть заготовки в холодной проточной |

|воде в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С, декапировать заготовки в 20%-ном|

|растворе серной кислоты в течение 1 мин при температуре 20(20 С, снова промыть |

|заготовки в холодной проточной воде в течение 1-2 мин при температуре 20(20 С, |

|сушить заготовки сжатым воздухом. |

| |

| |

|Изм.|Лист|№ Докум. |Подп.|Дата| |Лист|

| | | | | | |34 |

| | | | | | | |

| |

|После этого следует проконтролировать проявленный рисунок. После экспонирования |

|заготовки, перед проявлением, необходимо удалить пленку, защищающую фоторезист. |

| |

| |

|3.2.5. Нанесение защитного лака. |

| |

|Лак наносится для того, чтобы защитить поверхность платы от процесса химического|

|меднения. Лак обычно наносится окунанием в ванну с лаком, поливом платы с |

|наклоном в 10-150 или распылением из пульверизатора. Затем плата сушится в |

|сушильном шкафу при температуре 60-1500 С в течение 2-3 ч. Температура сушки |

|задается предельно допустимой температурой для навесных электрорадиоэлементов, |

|установленных на печатную плату. |

|Лак для защитного покрытия должен обладать следующими свойствами: высокой |

|влагостойкостью, хорошими диэлектрическими параметрами (малыми диэлектрической |

|проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь), температуростойкостью, |

|химической инертностью и механической прочностью. |

|При выборе лака для защитного покрытия следует также учитывать свойства |

|материалов, использованных для изготовления основания печатной платы и для |

|приклеивания проводников, чтобы при полимеризации покрытия не произошло |

|изменения свойств этих материалов. |

|Существуют различные лаки для защитного покрытия, такие как лак СБ-1с на основе |

|фенолформальдегидной смолы, лак Э-4100 на основе эпоксидной смолы, лак УР-231 и |

|другие. |

|В данном технологическом процессе в качестве защитного покрытия применяется лак|

|УР-231. Для нанесения лака на поверхность заготовки необходимо окунуть заготовки|

|в кювету с лаком на 2-3 сек, температура лака должна быть в пределах 18-250 С, а|

|затем следует сушить заготовки в термошкафе КП 4506 в течение 1,5 часов при |

|температуре 1200 С. |

| |

|3.2.6. Сверление отверстий. |

| |

|Наиболее трудоемкий и сложный процесс в механической обработке печатных плат - |

|получение отверстий под металлизацию. Их выполняют главным образом сверлением, |

|так как сделать отверстия штамповкой в применяемых для производства плат |

|стеклопластиках трудно. Для сверления стеклопластиков используют |

|твердосплавный инструмент специальной конструкции. Применение инструмента из |

|твердого сплава позволяет значительно повысить произ-сть труда при |

|сверлении и зенковании и улучшить чистоту обработки отверстий. |

|Чаще всего сверла изготавливают из твердо углеродистых сталей марки У-10, |

|У-18, У-7. В основном используют две формы сверла: сложно профильные и |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6