Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Произведем расчет параметров нашей печатной платы.

Номинальные значения диаметра монтажного отверстия:

(4.1)

где d_Э – максимальное значение диаметра вывода навесного элемента, устанавливаемого на плату;

r – разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимальным диаметром вывода элемента;

d_Н.О. – нижнее предельное отклонение номинального значения диаметра отверстия.

d=0,6+0,1+0,2=0,9 (мм)

Минимальный диаметр контактной площадки вокруг монтажного отверстия:

(4.2)

где d_ВО – верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;

t_ВО – верхнее предельное отклонение ширины проводника;

t_НО – нижнее предельное отклонение ширины проводника;

b_Н – гарантированный поясок контактной площадки;

d_ТР – допуск на подтравливание отверстия;

d – допуск на расположение отверстия;

p – допуск на расположение контактной площадки.

D=(0,9+0,05)+2*0,1+0,1+2*0,035+(0,08²+0,3²+0,08²)^0,5=0,64 (мм)

Минимальный диаметр переходного отверстия:

(4.3)

где j – коэффициент = 0,33

h_ПП – толщина печатной платы.

d_П 0,33*2 0,66 (мм)

Номинальное значение ширины проводника:

(4.4)

где t_ТД – минимально допустимое значение ширины проводника.

t_П=0,17+0,08=0,25 (мм)

Номинальное значение расстояния между соседними элементами проводящего рисунка:

(4.5)

где S_ТД – минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка.

S=0,15+0,1=0,25 (мм)

Минимальное расстояние для прокладки n-го количества проводников между двумя отверстиями с контактными площадками с диаметрами D:

(4.6)

где n – количество проводников;

l – допуск.

l=(1,64+1,64)/2+0,25*1+0,25*(1+1)+0,05=2,44 (мм)

т.е. между двумя контактными площадками можно провести максимум только один проводник.

Сопротивление самого длинного из возможных проводников:

(4.7)

где h_ФС – толщина фольгированного слоя.

R=(1,72*10^-8*0,34)/(0,25*10^-3*35*10^-8)=0,55 (Ом)

Допустимый ток в печатном проводнике:

(4.8)

где - допустимая плотность тока.

I_MAX=20*0,25*0,035=0,175 (А)

Падение напряжения на самом возможно длинном печатном проводнике:

(4.9)

U=0,0172*20*0,34=0,116 (В)

Требуемое сечение печатного проводника шины питания и ‘земли’:

(4.10)

где I_П – ток, протекающий через проводник и равный сумме токов всех элементов. В таблице 3 приведены токи потребляемые микросхемами. Просуммируем их и умножим на коэффициент запаса, который учитывает токи утечек и токи, потребляемые пассивными элементами и транзисторами. Поэтому примем коэффициент запаса равным 40.

S_ПЗ 0,0172*0,34*0.17/(0,015*5)*40=0,2 (мм)

Принимаем ширину шины питания 1 мм.

Используя полученные данные можно приступать к трассировке платы системы управления.

Таблица 4.4 - Электрические параметры микросхем

При трассировке печатной платы блока питания устройства, необходимо подсчитать ширину трассы для каждого вида нагрузки. Блок питания, содержит в себе источник опорного напряжения 2,5 В, ток потребления не более 1-3 мА, питание системуы управления +5В на ток не более 170мА, и питание шагового двигателя напряжением +12В с током потребления не более 2А.

Из вышесказанного следует что по формуле (4.10) определяем требуемую ширину трасс питания для каждого из оставшихся двух потребителей:

S_ПЗ 0,0172*0,34*0.003/(0,015*5)*40=0,001 (мм)

S_ПЗ 0,0172*0,34*2/(0,015*5)*40=1,7(мм)

Таблица 4.5 - Площади элементов блока питания

Принимаем толщину проводников для 2.5В и 5 В равную 1мм, а для питания шагового двигателя и других исполнительных устройств – 2мм. Коэффициент заполнения печатной платы блока питания можно довести до значения 0.9, т.к блок питания имеет в своём составе достаточно крупногабаритные элементы. Таким образом площадь трасс незначительна по сравнению с площадью элементов. Для удобства дальнейшей компоновки плат в корпусе выберем габариты печатной платы блока питания 100х160мм.

4.2 Особенности назначения применяемых пакетов САПР

Фирмой ACCEL выпускается два варианта системы PCAD 8.5: Master Design и Associate Design. Большими возможностями обладает вариант Master Design.

Система поддерживает широкий набор графических дисплеев, плоттеров, манипуляторов и цифровых планшетов различных типов.

Система PCAD позволяет выполнять следующие проектные операции: создание символов элементов принципиальной электрической схемы и корпусов; графический ввод принципиальной электрической схемы и конструктивов плат проектируемого устройства; ручную и автоматическую трассировку печатных проводников произвольной ширины; автоматизированный контроль результатов проектирования ПП на соответствие принципиальной электрической схеме.

Программный комплекс PCAD включает в себя взаимосвязанные пакеты программ, образующих систему сквозного проектирования ПП электронной аппаратуры. В ее состав входят следующие программы:

-Schematic Editor – графический ввод и редактирование принципиальной электрической схемы;

-Symbol Editor – графический ввод и редактирование символов радиоэлектронных компонентов на принципиальных схемах;

-PCB Editor – графический ввод и редактирование конструктивов ПП, автоматическое или ручное размещение компонентов на плате;

-Part Editor – графический ввод и редактирование корпусов компонентов РЭА и стеков контактных площадок.

Графический редактор принципиальных схем и символов компонентов имеет два режима: Schematic Editor и Symbol Editor. После загрузки графического редактора экран дисплея форматируется и разбивается на несколько зон. Зона меню подкоманд, предназначенная для команд графического редактора, расположена справа от окна и внизу под ним. Команды выбираются щелчком левой кнопки мыши. Расположенные справа команды имеют подкоманды, список которых выводится на экран после выбора основной команды.

Построение чертежа выполняется с помощью манипулятора мышь, перемещаемого по горизонтальной поверхности рабочего стола, при этом на экране дисплея синхронно перемещается курсор в виде креста. Координатная сетка на экране упрощает процесс построения чертежа и повышает точность позиционирования. Шаг координатной сетки по осям X и Y показан в поле Grd. Текущие координаты указываются в поле XY.

В схемном графическом редакторе полная информация о чертеже заносится в 18 слоев, устанавливаемых по умолчанию. На каждой фазе работы с графическим редактором необходима не вся имеющаяся информация, поэтому часть слоев делают невидимыми. Информация о слоях выводится по команде View Layer. Всего слоев поддерживается до 100. Слои могут быть окрашены в любой из 16 цветов. Каждый слой имеет одно из трех состояний: OFF – слой невидим и недоступен, ON – слой видим но недоступен, ABL – слой видим и может стать активным.

Также отличительной особенностью PCAD является использование атрибутов. Атрибуты состоят из двух частей: ключевого слоя и значения, разделенных знаком равенства “=”. Ключевое слово должно начинаться с буквы и иметь длину до 23 символов. Значение атрибута представляет собой последовательность чисел или текстовых переменных, разделенных запятыми. После вода атрибута ключевое слово и знак равенства становятся невидимыми на экране.

При использовании атрибутов можно значительно облегчить работу со схемой. В частности можно использовать автоматическое создание корпусов компонентов, автоматическое присвоение имени цепи и др.

При создании символов УГО элементов дискретного типа есть своя специфика, которую следует помнить.

Для дискретных компонентов не должны присутствовать имена и номера выводов на схеме. Имя дискретного компонента не слое DEVICE не наносится. Номера выводов по команде Enter/Packing Data наносят на слое ATTR2, который в дальнейшей работе выключают.

Для резисторов дополнительно следует указать атрибут RVALUE=. Он необходим для диагностики ошибок, связанных с отсутствием резистора в цепях для микросхем с открытым коллектором.

Для дискретных компонентов целесообразно создавать два УГО: для вертикального и горизонтального расположения на схеме.

Замечательной особенностью системы PCAD является возможность определения стратегии трассировки, что позволяет в значительной степени повысить эффективность автоматической трассировки и сделать её индивидуальной для каждого конкретного разрабатываемого устройства.

Для трассировки печатной платы системы управления применены следующие основные параметры с учётом требований к 3-му классу точности:

• ширина основной трассы 0,25мм

• ширина шины питания 1мм

• трассировка производится по сетке 2.5мм

• расстояние между трассами не менее 0.25мм

• расстояние между отверстиями не менее 2,5мм (кроме крепления разъёмов)

• Трассировка в двух слоях в перпендикулярных направлениях

• Разрешено скругление углов и диагональная трассировка.

• Стратегия – Steiner

Для платы блока питания установлены следующие параметры:

• ширина основной трассы 1мм

• ширина шины питания исполнительных устройств2мм

• трассировка производится по сетке 1,25мм

• расстояние между трассами не менее 0.25мм

• расстояние между отверстиями не менее 2,5мм (кроме крепления разъёмов)

• Трассировка в двух слоях; приемущественные направления не определены.

• Разрешено скругление углов и диагональная трассировка.

- Стратегия – Steiner

Для редактирования чертежей будет использован пакет AutoCAD.

Команды AutoCAD могут выбираться из меню с помощью кнопок панелей управления, а так же набираться с клавиатуры в текстовом окне. Независимо от способа набора команды для ее повторения необходимо нажать клавишу Enter. AutoCAD хранит чертежи в файлах с расширением “.dwg”. Кроме чертежа этот файл содержит ряд параметров. При создании нового чертежа эти параметры устанавливаются по умолчанию, либо берутся из чертежа прототипа.

В AutoCAD имеется возможность определения формата и точности представления чисел. Ввод координат с клавиатуры возможен в абсолютных и относительных координатах. Относительные координаты задают смещение относительно последней введенной точки. Для удобства работы можно определить пользовательскую систему координат, которая может быть смещена относительно мировой и повернута под любым углом.

Чертежи в AutoCAD создаются в примитивах, над которыми понимают элементы чертежа, которые обрабатывают как единое целое, а не как совокупность точек и объектов. Система позволяет ставить линейные, угловые, диаметральные, радиальные и координатные размеры. Составные элементы размера: размерная линия, выносная линия и размерный текст. Имеется возможность ввода своего значения. Все линии, стрелки, элементы текста рассматриваются как один примитив.

Как и система PCAD система AutoCAD поддерживает слойность чертежа. Слои обладают свойствами сходными со слоями PCAD, что дает возможность редактировать чертежи созданные PCAD-ом. Слои в AutoCAD могут содержать имя слоя, состоящее из символов и цифр-букв, они могут переходить из включенного состояния в выключенное и наоборот. На каждом слое можно задавать свой цвет и тип линии, что помогает при создании и редактировании чертежей.

Характеристики

Список файлов ВКР