Поэтому необходимо выполнять следующие требования:
1) между отдельными элементами, узлами, блоками, приборами должны отсутствовать паразитные электрические взаимосвязи, которые могут существенно изменить характер полезных взаимосвязей и нарушить нормальное функционирование изделия;
2) тепловые поля, возникающие в РЭА вследствие перегрева отдельных элементов, не должны ухудшать технические характеристики аппаратуры;
3) необходимо обеспечить легкий доступ к деталям, узлам, блокам в конструкции для контроля, ремонта и обслуживания. Расположение элементов конструкции должно также обеспечивать технологичность монтажа и сборки с учетом использования автоматизации этих процессов;
4) габариты и масса изделия должны быть минимально возможными.
Паразитные обратные связи определяются взаимным расположением отдельных частей конструкции и соединяющих их проводников и могут возникать не только между отдельными элементами, но и между узлами, блоками, приборами, что нарушает устойчивость работы любой радиотехнической схемы.
Все виды паразитных связей принято делить на электромагнитные, электростатические и индуктивные.
Электромагнитные связи возникают при протекании тока по катушкам индуктивности и проводникам; электростатические создаются за счет разности потенциалов между различными точками корпуса или за счет паразитных емкостей; индуктивные возникают в тех случаях, когда есть общая нагрузка для полезного и паразитного сигналов, т. е. когда нагрузка является общей для нескольких электрических цепей. Чаще всего такими общими участками являются проводники питания, внутренние сопротивления источники питания, общие участки корпуса.
Для устранения паразитных обратных связей, прежде всего, необходимо рациональное размещение элементов конструкции. Однако этого иногда недостаточно и приходится применять различные конструктивные меры, наиболее распространенными из которых могут быть следующие: связанные по схеме каскады следует располагать в конструкции в непосредственной близости друг от друга для уменьшения длины соединительных проводников каждый элемент схемы или узел, подверженный опасности возникновения паразитных взаимосвязей, должен иметь только одно соединение с шиной заземления; если узлы конструкции находятся в отдельных корпусах и соединяются между собой проводниками, то провода должны быть экранированные и объединяться в один жгут, кроме цепей питания; при компоновке усилительных устройств желательно располагать каскады по одной линии, максимально удаляя входные каскады от выходных. Особенно важно выполнять это требование на частотах выше 10 МГц; количество соединительных проводников и их длина должны быть минимальными. Особое внимание на длину соединительных проводников следует обращать при компоновке высокочастотных устройств.
Для защиты объемных проводников от паразитных взаимосвязей используют экранированные провода.
Радиоэлектронная аппаратура при работе постоянно излучает тепловую энергию. Для большинства категорий РЭА только несколько процентов подводимой мощности расходуется на полезное преобразование сигнала, а остальная энергия превращается в тепловую. При компоновке я учитывал возможность взаимного влияния тепловых полей отдельных элементов аппаратуры, выяснил возможность обеспечения нормального теплового режима устройства.
3.3 Расчет платы печатной.
Исходные данные:
- максимальные значения диаметров выводов навесных элементов, устанавливаемых на печатную плату, мм:
dэ1 = 0,8 мм;
dэ2 = 0,6 мм;
dэ3 = 0,5 мм;
dэ4 = 0,38мм.
- класс точности печатной платы – 1;
- тип печатной платы – двухсторонняя с металлизированными монтажными отверстиями;
- чертеж «Плата печатная» с размерами сторон 82,5×52,5 мм;
Таблица 3.1 Наименьшее номинальное значения основных размеров элементов конструкции для узкого места.
Параметры элементов печатного монтажа | Номинальное значение основных размеров для классов точности | ||
1 | 2 | 3 | |
t(мм) ширина проводника | 0,75 | 0,45 | 0,25 |
S (мм) расстояние между проводниками, контактными площадками, между проводником и контактной площадкой | 0,75 | 0,45 | 0,25 |
b (мм) гарантийный поясок | 0,30 | 0,20 | 0,10 |
3.3.1 Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий:
d=dэ+r+│Ddно│, (3.3.1)
где dэ - максимальное значение диаметра вывода ЭРИ (для прямоугольного вывода за диаметр берется диагональ его сечения) в мм;
Ddно - нижнее предельное отклонение диаметра отверстия, Ddно=0,1 мм;
r - разность между минимальным значением диаметра отверстия и максимальным значением диаметра вывода устанавливаемого элемента, r=(0,1…0,4) мм;
d1=0,8+0,1+0,4=1,3 мм;
d2=0,6+0,1+0,4=1,1 мм;
d3=0,5+0,1+0,4=1 мм.
d4=0,38+0,1+0,4=0,88 мм.
Выбираем диаметры из ряда предпочтительных размеров монтажных отверстий:
d1=1,3 мм;
d2= d3= d4 = 1,1 мм.
Количество однотипных диаметров отверстий подсчитываем по чертежу «Печатная плата».
Таблица 3.2 Значения позиционных допусков расположения центров контактных площадок δD
Вид изделия | Размер по (большей стороне) ПП в мм | Значение δD в мм для класса точности | ||
1 | 2 | 3 | ||
опп,дпп | До 180вкл | 0,35 | 0,25 | 0,15 |
Св. 180 до 360 | 0,40 | 0,30 | 0,20 |
Таблица 3.3 Значение позиционных допусков расположения осей отверстий δd
Размер (по большей стороне) ПП в мм | Значение позиционного допуска расположения осей δd в мм для классов точности | ||
1 | 2 | 3 | |
До 180 вкл. | 0,20 | 0,15 | 0,08 |
Св. 180 до 360 | 0,25 | 0,20 | 0,10 |
Таблица 3.4 Предельные отклонения ширины печатного проводника контактной площадки Δt для узкого места
Наличие металлического покрытия | Предельное отклонение элементов конструкции Δt мм для кл. точности | ||
1 | 2 | 3 | |
Без покрытия | ±0,15 | + 0,10 | + 0,05 |
С покрытием | + 0,25 -0,20 | + 0,15 -0,10 | ±0,10 |
Таблица 3.5 Параметры отверстий
Условное обозначение | Диаметр отверстия, мм | Наличие металлизации | Диаметр контактной площадки, мм | Количество отверстий |
1,1 | есть | 2 | 116 | |
1,3 | есть | 2,5 | 2 | |
3,2 H12 | есть | нет | 4 |
3.3.2 Определяем номинальное значение ширины проводника
t = tmin +| Δtно |, (3.3.2)
где tmin – минимально допустимая ширина проводника;
Δtно – нижнее предельное отклонение ширины проводника;
t = 0,45 + 0,1 = 0,55 мм.
Определение расстояния между элементами проводящего рисунка
Наименьшее номинальное расстояние между соседними элементам проводящего рисунка S в мм определяем по формуле:
S = Smin + Dtво, (3.3.3)
где Smin - минимально допустимое расстояние между соседними элементами проводящего рисунка;
Dtво - верхнее предельное отклонение ширины проводника.
S = 0,45 + 0,1 = 0,55 мм.
Определяем номинальный диаметр контактной площадки
D = (d+Ddво)+2b+Dtво+2Ddтр+Öδ2d +δ2p+Dt2но , (3.3.4)где Ddво - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия
b - гарантийный поясок, b=0,1 мм;
Ddтр - величина подтравливания диэлектрика(0 для ОПП и ДПП);
Dtво - верхнее предельное отклонение размеров элементов конструкции (диаметра КП), см. таблицу 3.4.