Разработка модема

Согласно требованиям телефонной станции уровень выходного сигнала в линии должен составлять минимум 12 дБ. Исходя из этого, а также из того, что в замкнутой линии напряжение составляет в среднем 15 В на рис.2.9 привели схему согласования.

Определили уровень выходного сигнала.

(2.56)

Где К_U = - 12 - уровень выходного сигнала, U_П = 15 В - напряжение в замкнутой линии, U - амплитуда напряжения, которая должна быть на вторичной обмотке трансформатора для согласования линии

= 3,77 В (2.57) .

Рассчитали напряжение на первичной обмотке трансформатора. Микропроцессор выдает прямоугольные колебания с уровнями: 4,5 В - логическая единица (максимальное напряжение положительной полуволны) и 0,8 В - логический ноль (минимальное напряжение отрицательной полуволны). Следовательно, уровень, возле которого происходят колебания U₀ = 2,65 В. Амплитуда колебаний 1,85 В.

При разложении прямоугольных импульсов в ряд Фурье имеем то, что амплитуда первой гармоники составляет 1,266 от амплитуды прямоугольного импульса. Фильтр оставляет только первую гармонику амплитуда которой

В данном курсовом проекте была разработана печатная плата модема.

Печатная плата представляет собой плоское изоляционное основание, на одной или обеих сторонах которого расположены токопроводящие полоски металла (проводники) в соответствии с электрической схемой.

Применение печатных плат позволяет облегчить настройку аппаратуры и исключить возможность ошибок при ее монтаже, так как расположение проводников и монтажных отверстий одинаково на всех платах данной схемы. Использование печатных плат, обусловливает также возможность уменьшения габаритных размеров аппаратуры, улучшения условий отвода тепла, снижения металлоемкости аппаратуры и обеспечивает другие конструктивно-технологические преимущества по сравнению с объемным монтажом.

Процесс разработки печатной платы складывается из нескольких этапов: компоновка печатной платы, в процессе которой находят оптимальное размещение навесных элементов на печатной плате. Рисуем все элементы, соблюдая их размеры, и ищем такое их расположение, при котором длина соединяющих их проводников минимальна, а также минимальны и размеры печатной платы. В результате компоновки находим положение контактных площадок для подключения всех элементов. Второй этап - разводка печатных проводников (трассировка). Цель этой операции - провести проводники, соединяющие контактные площадки, так, чтобы они имели минимальную длину и, чтобы не было пересечений. Третий этап - оформление чертежа с соблюдением требований стандартов. Чертеж печатной платы должен содержать основные проекции платы с печатными проводниками и отверстиями.

Для схемы модема в данном курсовом проекте используется двухсторонняя однослойная печатная плата. Токопроводящий слой печатной платы создается комбинированным методом. При этом проводники получают травлением фольги, а металлизированные отверстия - электрохимическим методом.

Чтобы к печатному проводнику можно было припаять проводник или вывод элемента, на проводнике делают контактную площадку в виде участка с увеличенной шириной.

Габаритные размеры, конфигурация и место крепления печатной платы выбираются в зависимости от установочных размеров, элементной базы, пайки, контроля и технико-экономических показателей. Габаритные размеры печатной платы выбираются с учетом класса точности, при этом следует учитывать, что с увеличением габаритных размеров, увеличиваются отклонения, допускаемые при выполнении элементов конструкции платы. Разрабатываемая плата имеет простую прямоугольную форму. Толщина материала основания печатной платы Н определяется в зависимости от нагрузки и ее конструктивных особенностей, также толщина печатной платы увязывается с диаметром металлизированных отверстий.

Для изготовления печатных плат химическим методом необходимо иметь листовой материал в виде изоляционного основания с приклеенной к нему металлической фольгой. В данном курсовом проекте используем стеклотекстолит теплостойкий негорючий фольгированный СТНФ - 2-35Г-1,5 в. с.: стеклотекстолит высшего сорта толщиной 1,5 мм, облицованного с обеих сторон медной оксидированной пленкой толщиной 35 мкм.

Предпочтительными значениями номинальных толщин односторонних печатных плат являются: 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3 (мм). Принимаем значение Н=1,5 мм.

В зоне контактной площадки находится монтажное отверстие, в которое будет вставляться вывод элемента схемы. Монтажное отверстие имеет металлизированные стенки. То есть металл, нанесенный на цилиндрическую поверхность отверстия, соединен с контактной площадкой по всему периметру отверстия. Использование металлизированных отверстий приводит к большей надежности пайки.

Диаметр отверстий в печатной плате должен быть больше диаметра, вставляемого в него вывода, что обеспечивает возможность свободной установки электрорадиоэлемента. Диаметр металлизированного отверстия зависит от толщины платы. Связано это с тем, что при гальваническом осаждении металла на стенках малого диаметра, сделанного в толстой плате, толщина слоя металла получается неравномерной, а при большом отношении длины к диаметру некоторые места могут остаться непокрытыми. Диаметр металлизированного отверстия должен составлять не менее половины толщины платы.

Чтобы обеспечить надежное соединение металлизированного отверстия с печатным проводником, вокруг отверстия делаем контактную площадку в виде кольца. Диаметр контактной площадки:

d_к = d + 2 в +с (3.1),

где d - диаметр отверстия; в=0,3 мм - необходимая минимальная радиальная толщина контактной площадки; с=0,6 мм - коэффициент, учитывающий влияние разброса межцентрового расстояния, смещение фольги.

Так как выводы элементов схемы имеют различный диаметр, то и отверстия на печатной плате также имеют различные диаметры, значения которых приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1. Диаметры и обозначения отверстий

Значение минимально допустимой ширины проводника принимаем равной 0,9 мм, минимально допустимое расстояние между соседними элементами - 1,5 мм. Печатные проводники выполняются одинаковой ширины на всем протяжении. Проводники располагаются равномерно по полезной площади печатной платы с учетом следующих требований: параллельно линиям координатной сетки или под углом, кратным 15; параллельно направлению движения волны припоя или под углом к нему не более 30 со стороны пайки, если проводящий рисунок не покрыт защитной маской; перпендикулярно касательной, к контуру проводящей площади. С целью уменьшения сложности проводящего рисунка допускается применение перемычек в количестве не более 5% от общего числа печатных проводников.

Размещение элементов на печатной плате согласуется с конструктивными требованиями на печатный узел. При расположении элементов предусматриваем: рациональное взаимное расположение этих элементов, обеспечивающее наиболее простую трассировку и исключающее взаимное влияние на электрические параметры; обеспечение основных технологических требований, предъявляемых к аппаратуре (автоматизированная сборка, пайка, контроль); обеспечение высокой надежности, малых габаритов и веса, быстродействия, теплоотвода, ремонтопригодности.

Стороны прямоугольной печатной платы располагаются параллельно линиям координатной сетки. Отверстия и элементы проводящего рисунка располагаются на печатной плате относительно базы координат. Элементы проводящего рисунка располагаются от края платы на расстоянии не менее толщины платы с учетом допусков на линейные размеры. Координатную сетку наносим на чертеж с шагом 2,5 мм. Центры монтажных отверстий располагаем в узлах координатной сетки. Если устанавливаемый на печатную плату элемент имеет два вывода или более, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то отверстия под все такие выводы располагаем в узлах сетки.

На свободном месте печатной платы наносим условный шифр (обозначение печатной платы). При маркировке платы соблюдаются правила: маркировать краской, устойчивой к воздействиям спирто-бензиновой смеси или других растворителей; маркировка, выполняемая краской, может располагаться на печатных проводниках; при маркировке способом, которым выполняется проводящий рисунок, применяется упрощенный шрифт, при этом в технических требованиях чертежа способ маркировки указывается; обеспечение наглядности маркировки в узле. Изготовление печатных плат - технологически сложный процесс. Разработанная конструкция печатной платы, и ее чертежи передаются в фотолабораторию, где выполняются фотоэскизы на пленке. В фотолаборатории установлены приборы, позволяющие увеличивать или уменьшать плату в несколько раз. Далее основания плат поступают в цех специальной обработки. Где они обрезаются до нужных размеров. Здесь же производится сверление отверстий и другие операции с материалами оснований печатных плат. После технической обработки основание платы попадает в серийное производство, где на автоматизированных линиях производится металлизация отверстий, то есть обработка отверстий медью, и нанесение рисунка. Здесь же плата обрабатывается свинцом и оловом, и производится травление. В закрытых бочках с платы смывается поверхностный слой, так, что на поверхности остается лишь металл - проводящие дорожки. После этого плата с рисунком поступает на участок прессовки, где обрабатывается на прессе согласно размерам. Подготовленные платы поступают на линию оксидирования, а затем на фрезерование, то есть обработку по контуру. После полной обработки основания платы осуществляется насадка электрорадиоэлементов. Элементы на плате устанавливаются как вручную, так и с помощью "лазерного щупа": основание платы вставляется в специальный паз стола, и лазерным лучом указываются места на плате, где должны находиться электрорадиоэлементы одного типа.

Пайка элементов осуществляется штамповкой. Для защиты платы от вредных воздействий окружающей среды наносится маска. Затем плата маркируется и передается на контроль.

Практически каждый компьютер оборудован хотя бы одним последовательным асинхронным адаптером. Обычно он представляет собой отдельную плату или же расположен прямо на материнской плате компьютера. Его полное название - RS-232-C. Интерфейс RS-232-C разработан ассоциацией электронной промышленности (EIA) как стандарт для соединения компьютеров и различных последовательных периферийных устройств.

Компьютер IBM PC поддерживает интерфейс RS-232-C не в полной мере; скорее разъем, обозначенный на корпусе компьютера как порт последовательной передачи данных, содержит некоторые из сигналов, входящих в интерфейс RS-232-C и имеющих соответствующие этому стандарту уровни напряжения.

В настоящее время порт последовательной передачи данных используется очень широко. Вот далеко не полный список применений:

подключение мыши;

подключение графопостроителей, сканеров, принтеров, дигитайзеров;

связь двух компьютеров через порты последовательной передачи данных с использованием специального кабеля и таких программ, как FastWire II или Norton Commander;

подключение модемов для передачи данных по телефонным линиям;

подключение к сети персональных компьютеров.

Последовательная передача данных означает, что данные передаются по единственной линии. При этом биты байта данных передаются по очереди с использованием одного провода. Для синхронизации группе битов данных обычно предшествует специальный стартовый бит, после группы битов следуют бит проверки на четность и один или два стоповых бита. Иногда бит проверки на четность может отсутствовать.

Использование бита четности, стартовых и стоповых битов определяют формат передачи данных. Очевидно, что передатчик и приемник должны использовать один и тот же формат данных, иначе обмен не возможен.

Другая важная характеристика - скорость передачи данных. Она также должна быть одинаковой для передатчика и приемника.

Скорость передачи данных обычно измеряется в бодах. Боды определяют количество передаваемых битов в секунду. При этом учитываются и старт/стопные биты, а также бит четности.

Применение в данном курсовом проекте разъемов позволяет повысить технологичность конструкции, простоту при монтаже, ремонте и эксплуатации, а применение стандартного разъема увеличивает эффективность перечисленных свойств.

Выводы по работе