лаб2к

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ СВЯЗИ И

МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ

Ордена трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Электроника»

Лабораторная работа №2к

на тему

«Проектирование печатных плат блоков РЭА из интегральных микросхем с элементами САПР»

Выполнил:

Студент группы

Проверила:

Каравашкина В.Н.

Москва, 2024

1. Цель работы

Целью работы является изучение принципов конструирования печатных плат для обеспечения заданных электрических и эксплуатационных характеристик на основе использования типовых материалов и компонентов, а также элементов САПР.

2. Электрическая принципиальная схема и номер варианта

Вариант

Преобразователь параллельного 8-разрядного двоичного кода в последовательный код. Производство мелкосерийное. Предназначен для работы в бортовой самолетной аппаратуре. Габариты минимальные. Разъем печатный (рис. 1).

Рис. 1 - Преобразователь параллельного 8-разрядного кода в последовательный

3. Нумерация выводов микросхем. Типы корпусов

Рисунок 2 – 74198

Рисунок 3 – SN74S30N

4. Схема в EasyEDA

Рисунок 4 – схема в EasyEDA

5. Печатная плата

Рисунок 5 – схема в EasyEDA после трассировки

6. Определение паразитной ёмкости

где ln – длина участков; a – расстояние между проводниками; b – ширина; tn – толщина;

ln = 13.208 мм, a = 1.524мм, b = 0.381 мм, tn = 0.018 мм.

7.Обоснования

Техническое задание:

Проектируемая плата предназначена для преобразования параллельного 8-разрядного двоичного кода в последовательный код. Плата используется в бортовой самолетной аппаратуре, что предъявляет высокие требования к надежности и компактности устройства. Производство мелкосерийное, поэтому важно обеспечить удобство сборки и минимизировать размер платы для экономии пространства. Разъем для подключения платы должен быть печатным.

Схема узла:

В схеме используется элемент SN74198, представляющий собой универсальный 8-разрядный сдвиговый регистр, который обеспечивает преобразование параллельного кода в последовательный. Элемент SN74S30 выполняет функцию логического элемента "И-НЕ" для управления и обработки сигналов. Оба компонента выполнены по ТТЛ технологии и выпускаются в корпусах, предназначенных для монтажа на печатную плату.

Создание проводников:

Проводники изготовлены из меди, чтобы обеспечить высокую проводимость и снизить сопротивление. Ширина и толщина проводников выбраны с учетом токовых нагрузок и тепловых характеристик для надежной работы устройства. В алгоритм проектирования заложено требование минимизации суммарной длины проводников, что снижает задержки сигнала и помехи, улучшая производительность и надежность.

Материал основания платы:

Материалом основания платы выбран фольгированный стеклотекстолит FR4, обладающий высокой стабильностью характеристик и стойкостью к неблагоприятным воздействиям. Это обеспечивает надежность и долговечность устройства в условиях эксплуатации на борту самолета.

Ширина проводников и расстояние между ними:

Ширина проводников выбрана в диапазоне от 0,6 до 2 мм в зависимости от тока и требований к надежности соединений. Минимальное расстояние между проводниками составляет 0,1 мм, а рекомендуемое – 1...1,5 мм, что минимизирует вероятность пробоев и перекрестных помех, обеспечивая стабильность работы устройства.

Компоновка узла:

Элементы SN74198 и SN74S30 размещены на плате таким образом, чтобы минимизировать длину соединительных проводников, что сокращает задержку сигнала и повышает надежность работы устройства. Это особенно важно для эксплуатации в условиях повышенной вибрации и температурных перепадов.

Сборочный чертеж:

Сборочный чертеж отображает точное расположение всех компонентов, включая ключи для правильной фиксации. Это упрощает процесс сборки и пайки в условиях мелкосерийного производства.

Трассировка проводников:

При трассировке проводников учитывались требования минимизации параллельного расположения и перекрестных помех, что снижает паразитные емкости и повышает качество передачи сигналов.

Чертеж печатной платы:

SN74198-DIP24

SN74S30-DIP14

Расчет паразитной емкости:

Паразитная емкость между параллельными проводниками рассчитана для минимизации влияния на сигналы и предотвращения искажений, что особенно важно для корректного преобразования и передачи данных в бортовой аппаратуре.

Качество компоновки:

Компоновка выполнена с учетом оптимального использования пространства и требований к охлаждению, что повышает надежность и долговечность устройства. При мелкосерийном производстве важно обеспечить баланс между качеством и стоимостью компонентов.