Prezentatsia_Badin (3)

1. Проектирование печатной платы усилителя звука для магнитолы

Руководитель: Мухаметнуров Ю.И.,
преподаватель специальных дисциплин
Студент: Бадьин Демид Вадимович,
гр. МТОР-23-21

2. Актуальность

Проблема:
• Штатные автомобильные магнитолы имеют ограниченную
выходную мощность (3–5 Вт на канал)
• Не соответствуют требованиям современных акустических
систем
Решение:
• Внешние усилители звуковой частоты (УМЗЧ)
• Подключение к линейному выходу головного устройства
Преимущества самостоятельного проектирования:
• ✓ Оптимизация компоновки компонентов
• ✓ Минимизация длины сигнальных цепей
• ✓ Снижение уровня наводок
• ✓ Грамотная разводка силовых цепей
• ✓ Организация теплоотвода

3. Цель и задачи

Цель:
• Проектирование печатной платы усилителя звуковой частоты для
автомобильной магнитолы
Задачи:
• Разработать техническое описание устройства
• Разработать структурную и принципиальную электрические схемы
• Выполнить конструкторские расчеты:
• Расчет надежности устройства
• Расчет параметров печатного монтажа
• Определение оптимальных размеров печатной платы
• Описать процесс проектирования печатной платы

4. Принципиальная электрическая схема

5. Подобрана элементная база

Микросхемы:
• DA1: PAM8403 (усилитель мощности)
• DD1: DW01A (контроллер защиты)
• DD2: TP4056 (контроллер заряда)
Конденсаторы:
• Электролитические: 1 мкФ, 470 мкФ
• Керамические: 0,47 мкФ, 0,1 мкФ, 10 пФ
Резисторы: 10 кОм, 1 кОм, 100 Ом, 1,2 кОм
Динамики: 3 Вт, 4 Ом (2 шт.)

6. Итоги расчётной части

Расчет:
λy = (2×2,0 + 7×1,6 + 10×1,8 + 5×2,5 + 1×1,0 + 1×0,5 + 2×1,0 +
1×1,0) × 10⁻⁶ = 50,2 × 10⁻⁶ 1/ч
• Средняя наработка на отказ:
• T = 1/λy ≈ 19 920 часов (~2,3 года непрерывной работы)

7. Расчет печатного монтажа

• Площадь компонентов:
• Микросхема: ~320 мм²
• Электролитические конденсаторы: ~480 мм²
• Керамические конденсаторы: ~120 мм²
• Резисторы: ~180 мм²
• Разъемы и клеммы: ~350 мм²
• Прочие элементы: ~150 мм²
• Суммарная площадь: ~1600 мм²
• С учетом коэффициента заполнения (Kz =
1,9):
• Sплаты = 1600 × 1,9 = 3040 мм²
• Минимальный размер: √3040 ≈ 55 мм

8. Размеры печатной платы

Выбранные габариты: 80 × 60 мм
Обоснование:
• Технологические отступы (5 мм от края)
• Удобство размещения
крупногабаритных конденсаторов
• Место для радиатора
• Запас для разводки силовых и
сигнальных цепей
• Соответствие требованиям ЭМС
Площадь платы: 4800 мм²
Расстояние до края: 5 мм

9. Топология печатной платы

Принципы трассировки:
1.Проводники под углом 45°
2.Разделение силовых и сигнальных
цепей
3.Минимизация длины входных
цепей
4.Полигон заземления
5.Термические переходы

10. Компоновка элементов

Зонирование:
• Левая зона: Входные цепи (разделительные конденсаторы, резисторы)
• Центр: Микросхема усилителя (ориентация вдоль платы)
• Правая зона: Выходные каскады, клеммы акустики
• Нижняя часть: Электролитические конденсаторы фильтра питания
Система заземления:
• Комбинированная (звезда + полигон)
• Разделение сигнальной и силовой земли
• Соединение в одной точке

11. Оформление проектно-конструкторской документации

12. Результаты проектирования

Выполнено:
• ✓ Разработана структурная схема
• ✓ Разработана принципиальная электрическая схема
• ✓ Подобрана элементная база
• ✓ Выполнен расчет надежности (T ≈ 19 920 ч)
• ✓ Выполнен расчет размеров платы (80×60 мм)
• ✓ Выполнен расчет печатного монтажа
• ✓ Спроектирована топология печатной платы
• ✓ Организована система заземления
• ✓ Выбрана технология изготовления (ЛУТ)
На выходе:
• Спроектирована печатная плата в САПР Delta Design с файлами производства для
промышленного изготовления

13. Выводы

• Спроектирована печатная плата усилителя звуковой частоты для
автомобильной магнитолы
• Устройство обеспечивает повышение мощности и качества воспроизведения
• Реализована классическая аналоговая архитектура с встроенной защитой
• Выполнены все конструкторские расчеты
• Обеспечена достаточная надежность для автомобильного применения
• Выбранная технология изготовления соответствует условиям учебного
проектирования