Розробка конструкції акустичної системи (стр. 7 из 15)
Кількість контактів nк з'єднувача прямого зчленування, що здійснюють підведення напруги живлення і землі:
nП=Sп.з./Sк., (2.12)
де Sп.з –перетин друкарського провідника шини живлення, мм2;
Sк – площа контакту контактної пари.
(2.13) 
(2.14) 
nП = 0,052 / 1,53 = 0,033
Приймаємо nП =1.
Мінімальна відстань між провідниками для плат без захисного лакового покриття залежить від напруги пробою і тиску навколишнього середовища. Зазор між провідниками для нормального атмосферного тиску вибираємо на підставі даних приведених в [ 6 ] залежно від різниці напруги між сусідніми провідниками. Для друкарської плати, що розробляється, мінімальний зазор складає 0,25 мм для всіх провідників. Отриманий для конкретної різниці потенціалів зазор між провідниками може бути збільшений, якщо опір витоку між провідниками перевищить допустиме значення, обчислене на основі аналізу принципової схеми, що реалізовується на платі .
Розрізняють два види електропровідності діелектриків: поверхневу і об'ємну. Поверхневий опір ізоляції
паралельних друкарських провідників обумовлюється наявністю питомого поверхневого опору 
діелектрика плати: 
(2.15)де
- зазор між провідниками; 
- найбільша довжина сумісного проходження провідників. 
ОмМіж провідниками, розташованими на поверхні друкованої плати, існують обидва види електропровідності. Опір ізоляції
паралельних провідників приблизно обчислюють як 
(2.16)де
- об'ємний опір ізоляції між провідниками протилежних шарів ДДП. Оскільки плата, що розробляється, є двосторонньою, тому приймаємо 
. 
Отримані результати розрахунку по постійному струму показують правильність прийнятих в попередньому розділі значень конструктивно-технологічних показників а також показують можливість нормального функціонування проектованого виробу з погляду здатності навантаження провідників по струму, високий опір ізоляції і високій діелектричній міцності основи ДП.
2.4 Розрахунок по змінному струму
При передачі по друкованим елементам плати високочастотних імпульсних сигналів із-за наявності індуктивного опору провідників, взаємної індуктивності і ємкості, опори витоку між провідниками сигнали спотворюються, з'являються перехресні перешкоди. Розрахунок по змінному струму дозволяє уточнити максимальну довжину одиночного провідника, максимальну довжину сумісного проходження поряд розташованих провідників, зазори між провідниками.
Допустиму довжину трьох паралельно розташованих сигнальних провідників визначають за формулі:
, (2.17)де lCД, lМД - допустима довжина паралельно розташованих провідників при дії тільки ємкісного паразитного зв'язку і лише індуктивному паразитному зв'язку відповідно.
Допустима довжина паралельно розташованих сусідніх провідників визначається:
, (2.18)де СД – допустима ємкість паразитного зв'язку, визначувана перешкодостійкістю мікросхем. (СД = 40 пФ);
СП – погонна ємкість пФ/см, визначається по формулі:
, (2.19)де КП – коефіцієнт пропорційності (КП = 0,15);
– діелектрична проникність середовища.Для провідників, розташованих на поверхні плати:
, (2.20)де Е0 – діелектрична проникність повітря або лаку, якщо плати покриті лаком (Е0 = 1);
Е – діелектрична проникність матеріалу плати (Е = 6).
За формулою (2.20) отримуємо
Визначимо погонну ємність СП:
Отримане значення Сп, підставляємо у формулу і обчислюємо допустиму довжину паралельно розташованих сусідніх провідників при дії тільки ємкісного паразитного зв'язку:
.Допустима довжина паралельно розташованих сусідніх провідників при дії тільки індуктивного паразитного зв'язку для плати без екрануючої площини визначають по рівнянню:
, (2.20)де UПУ – значення перешкодостійкості мікросхем приведене в ТУ, довідниках (UПУ =0,4 У); UО - напруга логічного 0, приведеного в ТУ, В (UО = 0,3 В);
- перепад струму в ланцюзі живлення при перемиканні ІС ( 
= 0,01 А);tЗСР - середній час затримки (tЗСР = 14 нс );
КЗ - коефіцієнт запасу (КЗ =0,8 ).
Для вирішення можна використовувати чисельні ітераційні методи, наприклад метод Ньютона. Після трьох кроків рішення отримуємо, що
.За раніше наведеною формулою визначимо допустиму довжину трьох паралельно розташованих сигнальних провідників:
.Допустиму довжину шини землі визначимо по формулі:
, (2.21)де n – число ІС на платі, підключених шині землі (n=5);
- струм перемикання ІС, А;Lп – погонна індуктивність шини землі (Lп = 13 нГн/см);
TФ – середня тривалість фронту сигналу, яка визначається за формулою
, (2.22)тут t1, t2 – тривалість фронту сигналу (t1 = t2 = 20 нс)
Підставивши початкові дані у формулу (2.25) отримаємо:
Проаналізував розраховані дані по змінному струму, можна зробити висновок:
-допустима довжина трьох паралельно розташованих сигнальних провідників не повинна перевищувати 30 см;
-допустима довжина шини землі не повинна перевищувати 108 см.
2.5 Трасування друкованого монтажу
Найбільш трудомісткими завданнями при конструюванні ДП є розміщення навісних елементів і трасування друкованого монтажу. При розміщенні ЕРЕ критеріями оптимізації можуть бути мінімум сумарної довжини зв'язків, рівномірне заповнення монтажного простору і так далі. Основним критерієм компоновки ЕРЕ буде мінімальна сумарна довжина всіх ліній зв'язку, тому, при розміщенні чергового елементу, в першу чергу враховуватимемо кількість зв'язків цього елементу з вже розміщеними.
Трасування полягає у визначенні конкретної геометрії друкованого монтажу, що реалізовує з'єднання між елементами схеми. При трасуванні необхідно виконувати основні вимоги ГОСТ 10317–79, ГОСТ 2.417–78, ОСТ 4.010.019–81. На площину ДП, паралельно її сторонам, наносимо лінії координатної сітки. За базу координат приймаємо нижній лівий кут ДП. Основний крок координатної сітки – 1,25 мм.
Центри отворів слід розташовувати у вузлах координатної сітки. Провідники розташовуємо рівномірно на площі ДП паралельно лініям координатної сітки або під кутом, кратним 15°, паралельно напряму руху хвилі припою або під кутом, не більш 30° з боку паяння, якщо провідний малюнок не покривають захисною маскою.
Найбільш поширеним способам розводки є координатний спосіб розводки.
Координатний спосіб розводки передбачає ортогональні напрями провідників на різних сторонах плати. Для виконання діагональних з'єднань і запобігання небажаному перетину провідника з раніше проведеними провідниками і контактними майданчиками в конструкцію плат вводяться перехідні отвори. Перехідний отвір переводить провідник на протилежну сторону плати, на якій траса продовжується. Подолання перешкоди на протилежній стороні можливе введення другого перехідного отвору і переходом знов на першу сторону. Переходи трас з одного боку на іншу дозволяють також здійснювати монтажні отвори під виводи дискретних ЕРЕ і штирьові виводи мікросхем. За відсутності жорстких вимог на розміри друкованої плати і число перехідних отворів координатний спосіб дозволяє реалізувати на двосторонній платі будь-яку складну схему.