Параметрический эквалайзер (стр. 4 из 5)

3.1.4. Обоснование выбора конденсаторов.

Тип	Uном (В)	С, (пФ)	I, (А)	Т, (°С)
К 10-17	25	1.2…15	-	-60…+125

Для решения задачи – нахождения типа и стандартного напряжения конденсатора по рабочему режиму, необходимо вначале найти минимальное напряжение, а затем выбрать ближайшее к нему стандартное значение.

Величина рабочего напряжения конденсатора ограничивается тремя требованиями:

а) конденсатор не должен перегреваться;

б) перенапряжение на нём недопустимо;

в) он должен быть защищён от прохождения обратных токов, если это полярный оксидный конденсатор.

Для того чтобы конденсатор не перегревался следует рассчитать выделяемую на нём реактивную мощность. Она не должна превышать номинальную мощность конденсатора.

Чтобы защитить конденсатор от перенапряжения, рабочее напряжение на нём не должно превышать номинальное. Это условие формулируется в стандартах как сумма постоянной составляющей и амплитуды переменной составляющей рабочего напряжения не должна быть больше стандартного напряжения.

3.2. Разработка трассировки платы.

Чертежи печатных плат выполняются на бумаге, имеющей координатную сетку, нанесённую с определённым шагом. Наличие сетки позволяет не ставить на чертеже размеры на все элементы печатного проводника.

Координатную сетку наносят на чертёж с шагом 2.5 или 1.25 мм. Шаг 1.25 мм. применяют в том случае, если на плату устанавливают многовыводные элементы с шагом расположения выводов 1.25 мм. Центры монтажных и переходных отверстий должны быть расположены в узлах координатной сетки. Если устанавливаемый на печатную плату элемент имеет два вывода или более, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то отверстие под все такие выводы должны быть расположены в узлах сетки. Если устанавливаемый элемент не имеет выводов, расстояние между которыми кратно шагу координатной сетки, то один вывод следует располагать в узле координатной сетки, а центр отверстия под другой вывод - на вертикальной или горизонтальных линиях координатной сетки.

Диаметр отверстия в печатной плате должен быть больше диаметра вставляемого в него вывода, что обеспечит возможность свободной установки радиоэлемента. При диаметре вывода до 0.8 мм диаметр неметаллизированного отверстия делают на 0.2 мм больше диаметра вывода; при диаметре вывода более 0.8 мм - на 0.3 мм больше.

Диаметр не металлизированного отверстия зависит от диаметра вставляемого в него вывода и от толщины платы. Связано это с тем, что при гальваническом осаждении металла на стенках отверстия малого диаметра, сделанного в толстой плате, толщина слоя металла получится неравномерной, а при большем отношении длины к диаметру некоторые места могут остаться не покрытыми. Диаметр металлизированного отверстия должен составлять не менее половины толщины платы.

Чтобы обеспечить надёжное соединение металлизированного отверстия с печатным проводником, вокруг отверстия делают контактную площадку. Контактные площадки отверстий рекомендуется делать в виде кольца.

Печатные проводники рекомендуется выполнять прямоугольной конфигурации, располагая их параллельно линиям координатной сетки.

Проводники на всём их протяжении должны иметь одинаковую ширину. Если один или несколько проводников проходит через узкое место, ширина проводников может быть уменьшена. При этом длина участка, на котором уменьшена ширина, должна быть минимальной.

Если проводник проходит в узком месте между двумя отверстиями, то нужно прокладывать его так, чтобы он был перпендикулярен линии, соединяющей центры отверстий. При этом можно обеспечить максимальную ширину проводников и максимальное расстояние между ними.

3.3. Разработка компоновки платы.

Любую печатную плату с установленными на ней радиоэлементами называют печатным узлом.Если радиоэлементы имеют штыревые выводы, то их устанавливают в отверстия печатной платы и запаивают. Если корпус ЭРЭ имеет планарные выводы, то их припаивают к соответствующим площадкам внахлест.

ЭРЭ со штыревыми выводами нужно устанавливать на плату с одной стороны (для плат с односторонней фольгой - на стороне, где нет фольги). Это обеспечивает возможность использования высокопроизводительных процессов пайки, например пайка «волной». Поэтому их можно располагать с двух сторон печатной платы. При этом обеспечивается большая плотность монтажа, так как на одной и той же плате можно разместить большее количество элементов.

При размещении ЭРЭ на печатной плате необходимо учитывать следующее:

Полупроводниковые приборы и микросхемы не следует близко располагать к элементам, выделяющим большое количество теплоты, а так же к источникам сильных электромагнитных полей (постоянным магнитам, трансформаторам и т.д.);

Должна быть предусмотрена возможность конвенции воздуха в зоне расположения элементов, выделяющих большое количество теплоты;

Должна быть предусмотрена возможность лёгкого доступа к элементам, которые подбираются при регулировки схемы.

На рис.4.1 показаны часто применяемые способы установки элементов, имеющих два вывода, расположенных аксиально (сопротивления, конденсаторы, диоды и д.р).

Рис. 4.1 Установка резисторов и конденсаторов на ПП.

При выборе межцентрового расстояния L, высоты Н и других размеров следует учитывать, что для всех типов ЭРЭ ограничено минимальное расстояние от корпуса элемента, на котором можно производить гибку вывода, и минимальное расстояние от корпуса до места приложения паяльника при пайке. Эти ограничения существует не только для ЭРЭ с аксиальными выводами, но и для всех типов ЭРЭ, подключаемых пайкой.

Соответствующие данные приводятся в ГОСТах и ТУ на ЭРЭ и в справочниках.

Если элемент имеет электропроводный корпус, установленный, как показано на рис.4.1,б, и под корпусом проходит проводник, то необходимо предусмотреть изоляцию корпуса или проводника. Изоляцию можно осуществлятъ надеванием на корпус элемента трубок из изоляционного материала, нанесением тонкого слоя эпоксидной смолы на плату в зоне расположения корпуса (эпоксидная маска), наклеиванием на плату тонких изоляционных прокладок.

Рис. 4.2 Пример установки транзисторов на ПП

Элементы, установленные, как показано на рис.4.3, а, могут работать при более жестких механических воздействиях, чем установленные на рис.4.2, б, в.

В зависимости от конструкции конкретного типа элемента и характера механических воздействий, действующих при эксплуатации (частота и амплитуда вибрации, значение и длительность ударных перегрузок и др.), ряд элементов нельзя закреплять только пайкой за выводы — их нужно крепить дополнительно за корпус.

Крепление за корпус в зависимости от конструкции и массы элементов можно производить приклейкой к плате специальными мастиками или клеями, прилакировкой в процессе влагозащиты печатного узла, заливкой компаундом, привязкой нитками или проволокой, с помощью скоб, держателей и другими методами.

Чтобы обеспечить возможность применения групповой пайки (например, пайки «волной») элементов, устанавливаемых с зазором между платой и корпусом, необходимо предусматривать специальный изгиб выводов, как показано на рис.4.1, б. Этот изгиб удерживает элемент и не дает ему опуститься на плату в процессе установки других элементов до операции пайки. На рис.4.1, г показана установка элементов с аксиальными выводами в двухплатной конструкции.

На рис.4.2 показаны возможные варианты установки транзисторов.

При установке транзисторов, как показано на рис.4.2, а, б в аппаратуре, работающей в условиях вибрации и ударов, корпус должен быть приклеен к плате или к переходной втулке.

На рис.4.3 показаны варианты установки микросхем в корпусах с планарными выводами, в круглых корпусах и в плоских прямоугольных корпусах со штырьковыми выводами. Все указанные способы крепления микросхем обеспечивают их надежное крепление в условиях вибрации и ударов, действующих на аппаратуру, которая устанавливается на подвижных объектах (автомашинах, самолетах, судах и т. п.). При этом обязательно покрытие узлов влагозащитными лаками, которое обеспечивает дополнительное крепление выводов микросхем к плате.

Если микросхема выделяет большое количество теплоты и находится при повышенной температуре, то существует опасность нагрева корпуса микросхемы выше допустимой температуры.

Рис.4.3 Установка микросхем на ПП.

В этом случае под корпусами микросхем устанавливают теплопроводящую медную шину (рис.4.3, в), концы которой должны плотно прилегать к корпусу изделия или другому элементу конструкции, способного отводить выделяемую микросхемой теплоту в окружающую среду. Медная шина должна быть изолирована изоляционной прокладкой от печатных проводников проходящих под микросхемой. По тем же причинам изоляционные прокладки нужно применять при установке, изображенной на рис.4.3, а. Вместо прокладок можно покрывать нижнюю по-верхность корпуса микросхемы эпоксидной смолой.

ЭРЭ должны располагаться на речатной плате так, чтобы осевые линии их корпусов были параллельны или перпендикулярны друг другу. Это обеспечит при необходимости возможность применения специальных машин для автоматической установки и пайки ЭРЭ на печатной плате. На платах с большим количеством микросхем в однотипных корпусах их располагать правильными рядами.