Проектирование узлов цифровой техники (967610), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Линии связи между элементами должны состоять, как прави­ло, из горизонтальных и вертикальных отрезков с расстоянием между ними не менее 3 мм. Количество изломов и пересечений должно быть минимальным. Рекомендуемая толщина линий связи и графических обозначений составляет 0,3 — 0,4 мм.

Рис. 1

Рис. 2

Если линии связи затрудняют чтение схемы, их можно обо­рвать, закончив стрелкой. При этом необходимо указать обозначе­ние или наименование, присвоенное этой линии, или вывода эле­мента.

При изображении схем цифровой электронной техники по ГОСТ 2.751—73 используются линии групповой связи. Они обо­значают группу линий связи, не соединенных между собой элект­рически. Эти линии выполняют вдвое толще одиночных линий

связи. Каждой линии, входящей в линию групповой связи, на обо­их концах, а при разветвлении на всех концах, присваивают оди­наковый номер.

Все линии схемы подразумеваются как входные и выходные. Для схемы в целом входные линии изображают с левой стороны листа или сверху; выходные — на правой стороне или внизу. Для элементов преимущественно входные — слева, выходные — спра­ва.

Условные графические обозначения элементов цифровых электронных устройств и обозначения их выводов приведены в табл. 1. Примеры изображения их по каталогу представлены на рис. 1 и 2.

Все надписи на чертеже схемы, на линиях связи, около услов­ных графических обозначений и внутри них выполняют основным шрифтом по ГОСТ 2.304-81.

Схема электрическая принципиальная должна сопровождаться перечнем элементов по ГОСТ 2.702—75. При большом числе эле­ментов перечень элементов представляет собой текстовый доку­мент. Перечень элементов можно указывать в виде таблицы на са­мом чертеже схемы электрической принципиальной. Часто это де­лают как сопроводительную надпись к чертежу схемы внизу или справа. В перечне элементов указывают позиционное обозначе­ние, номер по каталогу и наименование. Если этих элементов два и более, указывают количество элементов.

3. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА

При проектировании устройств промышленной автоматики наиболее часто применяют микросхемы ТТЛ серии 155. Основные электрические параметры микросхем ТТЛ: высокий уровень сиг­нала — в интервале значений от 2,4 до 5,0 В, низкий — не более 0,4 В. Входной ток низкого уровня составляет +1,6 мА, высоко­го —0,04 мА. Выходной ток низкого уровня до —1,6 мА, высокого уровня — не определен. Коэффициент разветвления по выходу ра­вен 10. Потребляемая мощность Р_потр, микросхемами указана в табл. 2. Напряжение питания составляет 5,0 В ±10 %. Время задер­жки t _зр прохождения фронта сигнала через один элемент соответ­ствующих микросхем также указано в табл. 2.

Таблица 2

Потребляемая мощность и время задержки

распространения сигнала ИС

Параметр	ЛИ1	ЛН1	ЛЛ1	ЛА1	ЛЕ1	ЛА2	ЛАЗ	ЛА4
Рпотр , мВт tзр , НС	--- 27	т 22	--- 22	--- 27	--- 22	26 33	110 29	80 29
Параметр	ЛЕ4	ЛП5	ЛР1	ЛР4	ТМ2	ТМ8	ТВ1	ТВ15
Рпотр ,мВт tзр ,HC	--- 22	262 30	73 22	53 22	150 60	--- 35	100 60	--- 60

Микросхемы серии 155: ЛА1, ЛА2, ЛАЗ, ЛА4, ЛИ1, ЛЛ1, ЛЕ1, ЛЕ4, ЛН2, ЛП5, ЛР1, ЛР4, ТМ2, ТВ1 выполняют в четырнадцати-выводном корпусе 201.14. Выводы ИС нумеруют относительно ключа - выемки в корпусе; на виде сверху - против часовой стрелки. Чертеж корпуса 201.14 приведен на рис. 3.

Рис. 3

Напряжение питания +5 В подключают к выводу 14. Вывод 7 является общим как для минуса напряжения питания, так и для всех напряжений передачи сигналов.

Микросхемы ТМ8 и ТВ 15 выполнены в шестнадцативыводном корпусе 201.16: 16 — вывод +5 В, 8 — общий.

Для электрического соединения элементов, расположенных на печатной плате, с внешними устройствами применяют соедините­ли, которые также являются стандартными элементами.

При выполнении заданий рекомендуется использовать со­единитель РМ-В-вилка, уста­навливаемый на плате. Его внут­ренние выводы располагаются в отверстиях платы под корпусом соединителя. Шаг равен 2,5 мм (рис. 4).

4. ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Рис. 4

Основным конструкцион­ным узлом электронных прибо­ров и устройств является плата. Термины по печатным платам определены ГОСТ 20406-75. Общие технические условия описаны в ГОСТ 23752-79. Пе­чатная плата как конструкция — это пластина с установленными на ней микросхемами, резисто­рами, соединителями и др. Их

выводы соединяются между собой проводниковыми дорожками в соответствии со схемой электрической принципиальной.

Печатная плата как деталь — это пластина изолирующего мате­риала с отверстиями под устанавливаемые элементы. Размеры между отверстиями кратные шагу выводов микросхем. Отверстия располагаются в центре контактных площадок, которые, как пра­вило, имеют круглую форму. На обеих сторонах платы располага­ются удерживающиеся на клею медные проводниковые дорожки. Они соединяют эти контактные площадки между собой по элект­рической схеме.

Технологически процесс изготовления печатной платы — дета­ли заключается в обработке исходной изоляционной пластины с нанесенными по обеим сторонам сплошными медными листами. Машинным способом на медные поверхности по конфигурации площадок и дорожек наносится защитный слой краски. Далее пластина проходит травление в растворе кислоты. При этом вся медь, кроме защищенной краской, переходит в раствор. В даль­нейшем краска удаляется и сверлением выполняются отверстия.

Существуют и другие конструкции и технологии изготовления плат. Сборочная операция изготовления платы-конструкции заключается в установке элементов, установке проводников в пере­ходные отверстия с одной стороны на другую и соединении пай­кой их выводов с контактными площадками.

5. КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

Комплект конструкторской документации на плату как сбо­рочную единицу должен отвечать требованиям ЕСКД.

На стадии разработки рабочей документации обязательными по ГОСТ 2.102.68 являются документы: чертежи деталей, сбороч­ный чертеж и спецификация. Чертеж схемы электрической прин­ципиальной включают в комплект при проектировании устройств, имеющих электрическую часть, как это предусмотрено заданиями.

Основные правила выполнения чертежей печатных плат опре­делены ГОСТ 2.417-78.

Размеры каждой стороны печатной платы по ГОСТ 10317—79 должны быть кратными: 2,5 мм при длине до 100 мм; 5 мм при длине до 350 мм; 10 мм при длине до 470 мм. Соотношение разме­ров сторон печатной платы должно быть не более 3:1. Допуски на линейные размеры предусматривают по ГОСТ 25346—82 и ГОСТ 25347—82. Соединитель может находиться на длинной или корот­кой стороне.

Чертеж рекомендуется выполнять в масштабе 2:1. Для двухсто­ронних плат указывают две проекции. Одну из них помечают как сторону расположения элементов соответствующей надписью над изображением. Для указания размещений отверстий и проводни­ковых дорожек поле печатной платы на каждой из проекций по­крывают тонкими линиями прямоугольной координатной сетки. Шаг равен 2,5 мм. Линии нумеруют от левого нижнего угла сторо­ны расположения элементов.

Отверстия располагают только в узлах координатной сетки. Ориентировка микросхем горизонтальная или вертикальная.

На оборотной стороне контактную площадку первого вывода микросхемы выполняют, например, прямоугольной формы, в от­личие от остальных, которые имеют круглую форму.

Около расположения микросхем указывают их наименования по схеме электрической принципиальной. Надписи наносят крас­кой, как и дорожки при изготовлении платы.

Проводниковые дорожки в основном располагаются на обо­ротной стороне, преимущественно по линиям координатной сет­ки на свободном поле или под корпусами микросхем. Дорожки не могут пересекаться, но могут переходить с одной стороны на дру- гую. Для этого выполняется переходное отверстие с контактными площадками на обеих сторонах. Следует иметь в виду, что боль­шинство соединителей имеет конструкцию, допускающую пайку только с обратной стороны корпуса. Для микросхем такого огра­ничения нет.

Чертеж печатной платы сопровождается записью технических требований:

1. Шаг координатной сетки.

1. Диаметр и количество отверстий. Если отверстия разных диаметров, то и на чертеже и при записи в технических требованиях их указывают в условном обозначении — частичным затушевыва­нием.

2. Способы выполнения надписей на плате по ГОСТ 2.417—78.
   Примечание. Чертеж печатной платы по заданию 1 указан на рис. 9, задания 2 - на рис. 17, а и 17, б.

Сборочный чертеж на плату отражает взаимное расположение микросхем, соединителя и других возможных элементов. В изоб­ражениях микросхем указывают расположение ключа. Все эле­менты и печатная плата, как деталь, должны иметь указания пози­ций, наносимых вне поля изделия. Около элементов микросхем указывают их позиционные обозначения по схеме электрической принципиальной, предусмотренные в чертеже платы-детали.

На чертеже проставляют габаритные размеры.

Примечание. Сборочный чертеж по расчетам, приведенным в задании 2, пока­зан на рис. 16.

Спецификация, как один из документов конструкторской до­кументации, определена ГОСТ 2.108—68.

В графу "Поз" вносят позиции элементов и деталей сборочно­го чертежа.

В графу "Обозначение" вносят обозначения изделий и соот­ветствующих им чертежей по ГОСТ 2.201—80. Они имеют буквен­но-цифровой код с разделительными точками. Допустимо обозна­чение: ФН7.2. 000000.001, отражающее индекс кафедры "Электро­техника и промышленная электроника", индекс читаемого курса и первый порядковый регистрационный номер. Обозначению сборочного чертежа присваивают индекс СБ, схемы электричес­кой принципиальной — ЭЗ, спецификации — СП.

В графе "Примечания" указывают дополнительную информа­цию, в частности, позиционные обозначения по схеме электри­ческой принципиальной.

Примечание. Пример выполнения спецификации по заданию 2 указан на рис.15.

6. ПРИМЕРЫ ОФОРМЛЕНИЯ ЗАДАНИЙ 1 и 2

Отчет по заданию должен быть выполнен в виде расчетно-пояснительной записки с этапами проектирования и содержать чер­тежи схем, конструкторскую документацию.

В записке необходимо указать текст задания, условно изобра­зить проектируемое устройство как функциональный блок с ука­занием входных и выходных сигналов. Записать таблицу связи этих сигналов. Далее следует представить описание этапов выпол­нения работы.

Задание 1. Спроектировать комбинационное устройство цифровой электронной техники для автомата управления техно­логической операцией.

Характеристики

Список файлов книги