146274 (729479), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

(погрешность диаметра отверстия)

Dмо = 0.5 + 0.1 + 0.035*2 + 0.1 = 0.77 мм

По ГОСТ 10317-79 выбираем диаметр монтажного отверстия Dмо = 0.8 мм

1. Минимальное значение ширины проводника:

t = tмд + | ∆tно |,

где

tмд = 0.25 мм

(минимально допустимая ширина проводника)

∆tно = -0.1 мм

(нижнее предельное отклонение ширины проводника)

t = 0.25 + | -0.1 | = 0.35 мм

1. Минимальное значение расстояния между элементами проводящего рисунка:

S = Sмд + ∆tво,

где

Sмд = 0.25 мм

(минимально допустимое расстояние между элементами проводящего рисунка)

∆tво = 0.1 мм

(верхнее предельное значение отклонения ширины проводника)

S = 0.25 + 0.1 = 0.35 мм

1. Минимальный диаметр контактной площадки для металлизированного отверстия

D = Dмо + ∆Dво + 2*bн + ∆tво + бd + бр + ∆tно,

где

Dмо = 0.8 мм (расчет выше)

(диаметр монтажного отверстия)

∆Dво = 0 мм

(верхнее предельное значение отклонения диаметра отверстия)

bн = 0.1 мм

(гарантийный поясок)

∆tво = 0.1 мм

(верхнее предельное значение отклонения ширины проводника)

бр = 0.15 мм

(диаметральное значение позиционного допуска расположения контактных площадок относительно номинального положения)

бd = 0.08 мм

(диаметральное значение позиционного допуска расположения центров отверстий относительно номинального положения)

∆tно = 0.1

(нижнее предельное отклонение ширины проводника)

D = 0.8 + 0 + 2*0.1 + 0.1 + 0.08 + 0.15 + 0.1 = 1.43

Выбираем диаметр контактной площадки согласно ОСТ 4.010.019-81:

D = 1.5 мм

1. Минимальное расстояние между центрами отверстий для прохождения одного проводника:

L = D + t + 2*Sмин + б₁,

где

D = 1.5 мм (расчет выше)

(минимальный диаметр контактной площадки)

t = 0.35 мм

(минимальная ширина проводника, расчет выше)

Sмин = 0.25 мм

(минимально допустимое расстояние между проводниками (III-й класс точности)

б₁ = 0.05 мм

(диаметральное значение позиционного допуска расположения проводника относительно номинального положения)

L = 1.5 + 0.35 + 0.25*2 + 0.05 = 2.4 мм

Так как полученное расстояние L = 2.4 < 2.5 (расстояние между ножками микросхемы), то выбранный нами III-й класс точности печатного монтажа соответствует требованиям.

Конструктивно–технологический расчет печатных плат производился с учетом производственных погрешностей рисунка проводящих элементов, фотошаблонов, базирования, сверления, экспонирования и т.д. по ГОСТ 23751 – 79,

ГОСТ 10317 – 79, ОСТ 4ГО.010.030, ОСТ 4.010.019 – 81.

1. Расчет электрических параметров схемы.

1. Оценим необходимую ширину проводника сигнальной цепи:

bпр > ( l*ρ*I ) / ( hф*Uп ),

где

ρ = 0.05 Ом*мм² / м

(удельное сопротивление проводника)

l = 15 см (взято с избытком)

(максимальная длина проводника)

I = 130 мА

(максимальный ток в проводнике)

hф = 0.035 мм

(толщина проводника)

Uп = 0.4 В

(величина помехоустойчивости ИС)

bпр > ( 320*10^-3 *0.05*10^-6 *130*10^-3 ) / ( 35*10^-6 *0.4 ) = 149 мкм

Для III-его класса точности минимальная ширина проводника 0.25 мм, а следовательно удовлетворяет условию bпр = 0.25 > 0.149.

1. Рассчитаем сопротивление металлизированного переходного отверстия:

Rпо = ( ρ*hмо ) / ( 2π*r*hм ),

где

ρ = 0.05 Ом*мм² / м

(удельное сопротивление проводника)

hмо = 1.5 мм

(высота металлизированного отверстия)

r = 0.4 мм (расчет выше)

(внешний радиус отверстия)

hм = 0.035 мм

(толщина металлизации)

Rпо = ( 0.05*10^-6 *1.5*10^-3 ) / ( 2*3.14*0.4*10^-3 *35*10^-6 ) = 85.3*10^-3 Ом

Так как сопротивление очень мало, то его можно не учитывать.

1. Оценим необходимую ширину проводника для цепей земли и питания:

bпр > ( l*ρ*I ) / ( hф*0.01*Uп ),

где

ρ = 0.05 Ом*мм² / м

(удельное сопротивление проводника)

l = 10 см

(длина проводника)

I = 1.1 А

(наибольший ток в схеме)

hф = 0.035 мм

(толщина проводника)

Uп = 5 В

(напряжение питания устройства)

bпр > ( 30*10^-3 *0.05*10^-6 *1.1 ) / ( 35*10^-6 *0.01*5 ) = 0.94 мм

Из полученного значения видно, что выбранная ранее величина соответствует расчетной bпр = 1 > 0.94 мм.

1. Емкость и индуктивность между печатными проводниками:

Взаимная емкость:

С = ( 0.12*10^-12 *ε*l ) / ( lg[2*d / ( h + b )] ),

где

ε = 5.8

(диэлектрическая проницаемость диэлектрика, покрытого лаком [1])

l = 8 см

(максимальная длина проводника)

h = 0.035 мм

(толщина проводника)

d = 0.25 мм

(минимально допустимое расстояние между проводниками (III-й класс точности)

b = 0.25 мм

(ширина проводника)

C = ( 0.12*10^-12 *5.8*0.08 ) / ( lg[2*0.25 / ( 0.035 + 0.25 )] ) = 0.22 пФ

Взаимная индуктивность:

М = 2*l*( 2.3*lg[ 2*b / (d + b) ] + (d + b) / l +1)*10^-9,

где

l = 8 см

(максимальная длина проводника)

d = 0.25 мм

(минимально допустимое расстояние между проводниками (III-й класс точности)

b = 0.25 мм

(ширина проводника)

М = 2*0.08*( 2.3*lg[ 2*0.25 / (0.25 + 0.25) ] + (0.25 + 0.25)* 10^-3 / 0.08 +1)*10^-9 = = 0.16 мкГн

1. Проверочные расчеты и оценка помехоустойчивости.

Расчет сопротивления изоляции параллельных проводников

, где

R_П – поверхностное сопротивление изоляции.

, где

ρ_П = 10¹¹ Ом – удельное поверхностное сопротивление стеклотекстолита.

L_З = 0,25 мм – зазор между параллельными проводниками.

L_max = 90 мм – наибольшая длина параллельных проводников.

R_ОБ – объемное сопротивление изоляции.

для проводников на разных сторонах печатной платы

для проводников на одной стороне печатной платы.

Ρ_ОБ = 10¹³ Ом * м – удельное объемное сопротивление стеклотекстолита.

Н = 1,5 мм – толщина печатной платы.

T_П = 0,25 мм – ширина сигнального проводника.

S_ПР = l_max * t_П = 90 мм * 0,25 мм = 22,5 мм² – площадь проекции печатных проводников друг на друга.

Т.к. полученное сопротивление изоляции между двумя параллельными соседними проводниками превышает более чем в 1000 раз входное сопротивление ИС, то его влиянием можно пренебречь при выбранном зазоре между проводниками.

Время задержки распространения сигнала

, где

погонная задержка при передаче сигнала в вакууме.

L_Cmax = 0,13 м – максимальная длина сигнального проводника.

Μ = 1 – относительная магнитная проницаемость основания платы.

, где

ε_0СТ = 6 – диэлектрическая проницаемость основания платы.

Ε_Л = 4 – диэлектрическая проницаемость лака УР-231.

Тип линий связи на плате

, где

l_КР – критическая длина линии связи.

T_ЗД^0,1 = 15 нс – время задержки сигнала при переключении из логического нуля в логическую единицу.

Т.к. полученное значение критической длины линии связи удовлетворяет условию 0,25l_КР ≥ l_Cmax, то все линии связи на плате можно считать короткими.

Допустимое значение паразитной емкости между печатными проводниками

С_ДОП = С_ПОГ* l_max , где

С_ПОГ – погонная емкость между двумя проводниками.

С_ПОГ = К_П*ε, где

К_П ≈ 10 пФ/м – коэффициент пропорциональности, выбирается по графику

ОСТ 4.ГО.10.009

С_ПОГ1 = К_П* ε_ЭФФ = 10пФ/м * 5 = 50 пФ/м – для проводников, расположенных на одной стороне печатной платы.

С_ДОП1 = С_ПОГ1* l_max = 50 пФ/м * 0,15 м ≈ 7,5 пФ

С_ПОГ2 = К_П* ε_0СТ = 10пФ/м * 6 = 60 пФ/м – для проводников, расположенных на разных сторонах печатной платы.

С_ДОП2 = С_ПОГ2* l_max^’ = 60 пФ/м * 0,05 м = 3 пФ

Для К555,К537 серии значение допустимой паразитной емкости между двумя соседними проводниками при ложном срабатывании С_ДОП = 25 пФ, что значительно превышает оба рассчитанных значения.

Максимально допустимая длина параллельных проводников при учете только емкостной паразитной связи между ними

При разводке максимальная длина параллельных проводников на плате не превышает 90 мм, что меньше расчитанной максимально допустимой длины.

Удельное падение импульсного напряжения

, где

L_ПОГ = 1,8 мкГн / м – погонная индуктивность печатного проводника для

t = 0,25 мм.

∆I = 7,6 мА – перепад выходного тока при переключения логического элемента К555 серии.

минимальная длительность импульса сигнала.

F_П =16 МГц – максимальная частота переключения микросхем.

Максимальная длина одиночного проводника

, где

U_ПОМ = 0,4 В – максимальная допустимая амплитуда помехи.

Реальная длина одиночных проводников на печатной плате существенно меньше полученного значения.

Максимальная индуктивность сигнального проводника

L = L_ПОГ* l_Cmax = 1,8 мкГн/м * 0,13 м = 0,26 мкГн

Максимально допустимая длина параллельных проводников при учете только индуктивной паразитной связи между ними

Для допустимой длины параллельных проводников l_ДОП.M = 150 мм при учете только индуктивной паразитной связи должны выполняться следующие условия:

а) плата без экранирующей плоскости

б) плата с экранирующей плоскостью

t_ЗД.СР. = 0,03 мкс – среднее время задержки распространения сигнала для К555 серии.

U₀ = 0,4 В – напряжение логического нуля для К555 серии.

K_ЗАП = 1 – коэффициент запаса.

Характеристики

Список файлов реферата