Размеры печатной платы.
При разработке печатной платы сначала расчитываются ее размеры, при этом руководствуются ГОСТ 10.317−79 «Печатные платы. Основные размеры», ГОСТ 23 751–86 «Печатные платы. Основные параметры конструкции». Для расчетов размеров ППнеобходимызначения габаритов радиоэлектронных компонентов. Данные разрабатываемого устройства приведены в таблице 2. Таблица 2. Габаритные размеры элементов модуля.
ОбозначениеТип.
КоличествоS, мм2VT1Биполярный транзистор428,26D1Диод258,8С1Конденсатор1119,25R1 — R16Резистор1615.
Размеры печатной платы рассчитываются исходя из значения площади, необходимой для компоновки всех компонентов платы. При размещении элементов на платах используют понятие установочной площади элемента, которая вычисляется по формуле (1):Sуст = 1.3 BL, (1)где В — максимальная ширина (диаметр элемента);L — длина элемента, включая отформованные выводы (установочный размер). Установочная площадь учитывает зазоры, необходимые для работы укладочного инструмента. Если печатная плата содержит краевые поля, необходимые для маркировки, установки контрольных точек, элементов фиксации и коммутации, то их площадь также входит в полную площадь печатной платы. Для определения полной площади платы вводят коэффициент ее увеличения, находящийся в пределах КS= (1,5…3): (2);где Sуст.
суммплощадь всех элементов;Sкпплощадь краевых полей платы. (3);гдеN — количество компонентов на плате;Sкп — площадь краевых полей платы. Sуст — установочная площадь отдельных элементов.
Пользуясь данными таблицы 2 и выражением (3), получаем суммарную установочную площадь элементов, задавшись Ks =2:
2. Определяем размеры сторон печатной платы без учёта краевых полей, выбрав форму печатной платы — квадрат.
а= 40 мм; b=40 мм;Определяем размеры сторон печатной платы с учётом краевых полей, задавшись отступом от границы области элементов 5 мм: А = 40+10=50 мм.
В = 40+10=50 мм4. Определяем общую площадь печатной платы Sпп=2500 мм2Компоновка модуля.
При проектировании радиоэлектронной аппаратуры решаются задачи, по оптимизации конструкции, выполняя требования технического задания и учитывая возможности технологической базы производства. Компоновкой электрической схемы РЭА на конструктивно законченные части называется процесс распределения элементов низшего конструктивного уровня в высший в соответствии с выбранным условием. Основным условием для размещения элементов является электромагнитно-тепловая совместимость элементов низшего уровня. Данный критерий определяет область допустимых разбиений схемы, на которой формулируются другие критерии. Таким образом наиболее распространенным критерием является критерий минимума числа внешних связей. Выполнение этого критерия обеспечивает минимизацию взаимных наводок, упрощение конструкции, повышение надежности и т. д. Компоновку можно выполнять вручную или с использованием САПР. Трассировка печатной платы.
Трассировка соединений является, как правило, завершающим этапом конструкторского проектирования РЭА и заключается в определении линий, соединяющих эквипотенциальные контакты элементов, и компонентов, составляющих проектируемое устройство. Задача трассировки — одна из наиболее трудоемких в общей проблеме автоматизации проектирования РЭА. Это связано с несколькими факторами, в том числе с многообразием способов конструктивно-технологической реализации соединений, для каждого из которых при алгоритмическом решении задачи применяются специфические критерии оптимизации и ограничения. С математической точки зрения трассировка — наисложнейшая задача выбора из огромного числа вариантов оптимального решения. Начальной информацией для решения задачи трассировки соединений обычно являются список цепей, параметры конструкции элементов и коммутационного поля, а также данные по размещению элементов. Критериями трассировки могут быть процент реализованных соединений, суммарная длина проводников, число пересечений проводников, число монтажных слоев, число межслойных переходов, равномерность распределения проводников, минимальная область трассировки и т. д. В настоящее время трассировка печатных плат обычно выполняется автоматизированным способом при помощи САПР. Маркировка печатной платы.
Маркировка выполняется как правило методом проводящего рисунка (например, травлением) или же маркировочной краской. Маркировка травлением используется в основном при мелкосерийном производстве при невысокой плотности расположения проводников, когда экономически не выгодно изготовление сеточных трафаретов для маркировки краской. В нашем же случае предполагается крупносерийное производство аппаратуры. В этом случае выгоднее использовать маркировку краской. Современные технологии позволяют применять для всех видов маркировок краску и типографскую печать на твердых поверхностях. Поэтому, маркировка производится офсетным способом, который удобен при автоматизированном производстве. Маркировочная краска разрабатываемого функционального узла должна соответствовать следующим требованиям:
возможность автоматического нанесения в условиях крупносерийного производства;
— механическая прочность;
— хорошая адгезия к маркируемой поверхности;
— диапазон рабочих температур от -60 до +450С;
— рекомендация к маркировке стеклотекстолита. Всем этим требованиям в полной мере удовлетворяет краска ЭП-572 (ТУ6−10−1539−79). Предлагается использовать краску белого цвета. Свойства краски ЭП-572: диапазон температур от -60 до +1500 С; обладает механической прочностью, масло-стойкостью, хорошей адгезией к маркируемым материалам, водостойкостью, спиртои бензино-стойкостью.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе была проведена разработка модуля первого уровня. При этом использовались программы автоматической компоновки и обработки схем.
Были разработана печатная плата, при этом был сделан выбор типа, класса точности, материала, необходимых покрытий для маркировки и защиты от влаги. На основе требований были рассчитаны размеры печатной платы, произведена её компоновка, трассировка и создание технологических файлов. Требования курсового задания были полностью учтены. Особое внимание обращалось на обеспечение высокой надежности и массогабаритные характеристики разрабатываемой печатной платы, что необходимо при разработке носимой аппаратуры. Вариант компоновки и соответствующий ему вариант трассировки являются достаточно удачным. При выполнении данного курсового проекта применялись знания, которые были получены в процессе изучения курса «Конструирование специальных изделий и систем», а также закреплены практические навыки работы с САПР PSpice.
ЛИТЕРАТУРА
1.Пирогова Е. В. Проектирование и технология печатных плат: учебник: доп. Минобр.
РФ / Е. В. Пирогова. ―.
М.: Форум: Инфра. М, 2005. ― 559 с. 2. Горбатенко С. А. Конструирование и технология производства радиоэлектронных средств: учеб.
пособие / С. А. Горбатенко, В. В.
Гор-батенко, Н. В. Даценко. ―.
Воронеж: Воронежский институт МВД Рос-сии, 2007. ― 125 с. 3. Проектирование и техническая эксплуатация цифровых теле-коммуникационных систем и сетей: учебное пособие: рек.
УМО по об-раз. / Е. Б. Алексеев, В. Н. Гордиенко, В. В. Крухмалев и др.; под ред. В. Н. Гордиенко, М. С. Тверецкого. ― 2-е изд. ―.
М.: Горячая линия-Телеком, 2012. ― 392 с. 4. Баканов Г. Ф. Основы конструирования и технологии радио-электронных средств: учеб.
пособие: рек. УМО по образ. / под ред. И. Г. Мироненко. ― М.: Академия, 2007. ― 368 с.
5. Варжапетян А. Г. Системы управления: исследование и компьютерное проектирование / А. Г. Варжапетян. — М.: Вузовская книга, 2012. — 328 c.
6. Емельянова Н. З. Проектирование информационных систем: Учебное пособие / Н. З. Емельянова, Т. Л. Партыка, И.И. ПоповМ.: Форум, 2013. — 432c.
7. Златин, И. Л. Схемотехническое и системное проектирование радиоэлектронных устройств в OrCAD / И. Л. Златин. — М.: ГЛТ, 2008. — 352 c.
8. Златин, И. Л. Схемотехническое и системное проектирование радиоэлектронных устройств в OrCAD 10.
5. / И. Л. Златин. — М.: ГЛТ, 2008. — 352 c.
9. Златин, И.Л. Systemview 6.0 (SystemVue). Системное проектирование радиоэлектронных устройств. / И. Л. Златин. — М.: ГЛТ, 2006. — 424 c.
10. Таратынов, О. В. Проектирование гибких технологических систем с применением ЭВМ / О. В. Таратынов, Клепиков, В.В., Я. М. Ашкиназий. — М.: МГИУ, 2006. — 118 c.
11. Учаев, П. Н. Курсовое проектирование деталей машин на базе графических систем: Учебное пособие / П. Н. Учаев, С. Г. Емельянов, Е. В. Мищенко. — Ст. Оскол: ТНТ, 2013. — 428 c.
12. Федоров, Н. В. Проектирование информационных систем на основе современных CASE-технологий / Н. В. Федоров. — М.: МГИУ, 2008. — 280 c.
13. Шахгильдян, В. В. Проектирование устройств генерирования и формирования сигналов в системах подвижной радиосвязи / В. В. Шахгильдян. — М.: Солон-пресс, 2013. — 400 c.
14. Шилин, К. Ю. Макропроектирование компьютерных обучающих систем / К. Ю. Шилин. — М.: Дело АНХ, 2013. — 184 c.
15.Штовба, С. Проектирование нечетких систем средствами Matlab / С. Штовба. — М.: Горячая линияТелеком, 2007. — 288 c.
