Применение САПР при проектировании изделия

Применение САПР при проектировании изделия

DipTrace — автоматизированная программа, предназначенная для проектирования ПП. Пакет программы состоит из нескольких взяимосвязанных программ: Schematic, PCB Layout, Component Editor, Pattern Editor, DipTrace Launcher.

САПР — наилучшая форма организации процесса проектирования‚ основными частями, которой являются технические средства, общее и специальное программное и математическое обеспечения, информационное обеспечение — банк данных, справочные каталоги, значения параметров, сведения о типовых решениях. Проектирование РЭА и создание оптимального технического решения в сжатые сроки связано с большими трудностями. Один из путей преодоления этих трудностей без существенного увеличения численности, работающих — использование возможностей современных ЭВМ.

Под проектированием в широком смысле понимают использование имеющихся средств для достижения требуемой цели, координацию составных частей или отдельных действий для получения нужного результата. Процесс проектирования сложного РЭУ включает следующие основные этапы: эскизное проектирование, техническое проектирование, разработка конструкторской документации на опытные образцы и их изготовление, испытания, освоение в производстве. В связи с совершенствованием элементной базы РЭА, а также конструктивно-технологических характеристик проектируемых модулей всех типов, в несколько раз увеличивается трудоемкость составления технической документации. Все это приводит к необходимости совершенствования методов конструкторского проектирования РЭА, основой которых является автоматизация процесса конструирования. При использовании САПР полностью или частично отпадает необходимость в затратах на комплектующие изделия, материалы и конструктивные элементы, необходимые для изготовления макета, значительно сокращается время определения характеристик конструкции. При этом появляется возможность разрабатывать конструкции, содержащие элементы, характеристики которых известны, но самих элементов нет у разработчика; проводить анализ конструкции на разных частотах или в области высоких или низких температур, где применение измерительных приборов становится затруднительным.

В данном курсовом проекте в DipTrace был выполнен чертеж схемы электрической принципиальной и ее трассировка. Cборочный чертеж изделия был выполнен в AutoCAD. На этапе создания схемы электрической принципиальной за основу брались исходные элементы блока питания. Все элементы начерчены в приложении Component Editor. В этом же приложении выполнялась привязка к корпусу каждого элемента. После того, как посадочные площадки всех элементов были найдены, чертилась схема электрическая принципиальная в приложении Schematic. Далее работа осуществлялась в приложении PCB Layout. Здесь была выполнена трассировка ПП. При разработке трассировки печатной платы следует учитывать необходимость проложения печатных проводников по линиям координатной сетки или под углом 45⁰ к ним.

Это нужно для облегчения автоматизированного получения рисунка печатной платы. Для третьего класса точности шаг координатной сетки 1.25 мм, линии были взяты через одну. Также следует учитывать выдерживание необходимого расстояния между печатными проводниками.

Для платы третьей класса точности минимальная ширина проводника 0,25 мм. В узких местах допустимая ширина может принимать значение 0,25 мм.

Расчет собственной частоты.

Ввиду того, что разрабатывается портативное устройство, которое может часто подвергаться переносам и транспортировке, необходимо надежно прикрепить ПП к корпусу. Данную ПП зафиксируем со всех четырех сторон на корпусе с помощью четырех винтов. Значение собственной частоты ПП, закрепленной по углам в четырех точках, можно определить по формуле:

где a — длина платы;

b — ширина платы;

— масса, распределенная по площади;

D — влияние физических характеристик на собственную частоту. Определяется по формуле:

где Е — модуль упругости ПП;

h — толщина ПП;

г — коэффициент Пуассона для материала.

где m — масса ПП с элементами;

m=abhс=0,07*0,065*0,015*2000=0,1365 (кг).

Таким образом, собственная частота равна 12 368 Гц. Ее значение может влиять на обеспечение устойчивости и прочности изделия. При воздействии на радиоэлектронную аппаратуру вибраций, ударов, линейных нагрузок и акустических шумов возможно возникновение нарушений ее функционирования. К изделиям, предназначенным для функционирования в условиях воздействия механических нагрузок, предъявляют требования по прочности и устойчивости. К изделиям, не предназначенным для функционирования в условиях воздействия механических нагрузок, предъявляют требования только по прочности. Обеспечение устойчивости является более сложной технической задачей, чем обеспечение прочности. При этом важное значение имеет собственная частота. Вывод резонансной частоты элемента за пределы диапазона частот воздействующих вибраций в более высокочастотную область позволяет в диапазоне частот воздействующих вибраций обеспечить значение коэффициента динамичности .

Это означает, что резонансного возбуждения колебаний защищаемого элемента происходить не будет. Подобное смещение значения частоты в более высокочастотную область можно обеспечить увеличением жесткости конструктивных элементов.

Способы виброзащиты: увеличение жесткости конструктивных элементов, использование конструктивных элементов с увеличенной степенью демпфирования; использование виброизоляторов.

Большую степень демпфирования колебаний можно обеспечить, например, используя платы с вибропоглощающим покрытием, слоистые конструкции либо используя заливку поверхности платы с элементами демпфирующими материалами.

Применение демпфирующих покрытий и слоистых конструкций позволяет снизить значения коэффициентов динамичности таких конструктивных элементов, как печатные платы с нескольких десятков до нескольких единиц, причем в области их резонансных колебаний.

К недостаткам этого способа виброзащиты следует отнести ухудшение ремонтоспособности РЭС, зависимость характеристик покрытий и заливок от температуры, возникновение больших внутренних напряжений в компаунде при его полимеризации, изменение свойств покрытий и заливок с течением времени.

проектирование демпфирование колебание виброзащита.