2.4 Разработка печатной платы шим. Разработка сборочного чертежа платы шим.

2.4.1. Общие требования при разработке пп

2.4.1.1. Размещение элементов

В общем виде задача размещения заключается в определении оптимального в смысле некоторого критерия положения элементов и связей между ними в монтажном пространстве типовой конструкции. При этом должны быть удовлетворены заданные конструктивно-технологические ограничения. Задачу условно разбивают на две: размещение конструктивных элементов и трассировка связей между ними.

Исходные данные для задачи размещения: схема электрическая принципиальная, метрические параметры и топологические свойства монтажного пространства.

Главная цель размещения - создание наилучших условий для трассировки. Из-за условности разделения задач размещения и трассировки трудно установить для задачи размещения такой критерий оптимизации, который в достаточной мере удовлетворял бы требованиям трассировки.

В настоящее время используют следующие критерии: минимум суммарной длины всех соединений или длины самой длинной связи; минимум числа пересечений связей при произвольной их конфигурации; максимум числа цепей с возможно более простой конфигурацией; максимально близкое расположение модулей, имеющих наибольшее количество связей между собой.

Наиболее распространён критерий минимума суммарной длины соединений, так как при его оптимизации косвенно оптимизируется длина связей и число их пересечений, снижаются искажения сигналов. Оптимальность размещения во многом определяет эффективность трассировки.

2.4.1.2. Трассировка связей

Трассировка заключается в определении конкретной геометрии печатного или проводного монтажа, реализующего соединения между элементами схемы. Исходные данные для трассировки: список цепей, метрические параметры и топологические свойства типовой конструкции и её элементов, результаты решения задачи размещения, по которым находят координаты выводов элементов.

Трассировка печатных соединений предполагает выполнение следующих этапов:

1) определение порядка соединения выводов внутри цепи;

2) распределение соединений по слоям печатной платы;

3) нахождение последовательности проведения соединений в каждом слое;

4) получение конфигурации проводников, то есть синтез их геометрии.

При решении задачи трассировки используют следующие основные критерии:

1) минимум суммарной длины всех проводников;

2) минимум числа их пересечений;

3) минимум изгибов проводников;

4) минимум числа слоёв многослойной печатной платы и переходов из слоя на слой;

5) минимальная длина параллельных участков соседних проводников;

6) равномерное распределение проводников по монтажной области.

Критерий 1 приводит к уменьшению задержки распространения сигналов по линиям связи, критерии 2, 3 и 4 повышают надёжность и технологичность печатной платы, критерии 5 и 6 увеличивают помехоустойчивость конструктивной реализации схемы и вероятность проведения всех трасс.

Размещение элементов разрабатываемого устройства в данном дипломном проекте и трассировка соединений между ними были осуществлены полуавтоматизированным способом с помощью ПЭВМ в среде PCAD. Топология печатной платы представлена на чертеже ПГТУ.000.002 (плата ШИМ).