|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
|
|
|
|
Приложение 3 |
|
|
|
|
|
Приложение3 |
|
|
|
|
|
Варианты установки ЭРЭ на печатные платы |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица П3 |
|
Ва |
Рекомендуемое применение |
||||
риант |
|||||
уста- |
Типовоеконструктивноевыпол |
|
|
|
|
новки |
нение |
|
|
|
|
ЭРЭ |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
На платах с односторонним |
||||
|
и двусторонним расположением |
||||
|
печатных проводников, имею- |
||||
|
щих электроизоляционную за- |
||||
|
щиту печатных проводников и |
||||
Ιа |
металлизированных отверстий |
||||
|
под корпусами ЭРЭ |
|
|||
|
Крепление и эксплуатация |
||||
|
при механических нагрузках – в |
||||
|
соответствии с техническими |
||||
|
условиями на резисторы, кон- |
||||
|
денсаторы, полупроводниковые |
||||
|
приборы и другие ЭРЭ |
||||
|
На платах с односто- |
||||
|
ронним |
и |
двусторонним |
||
|
расположением |
печатных |
|||
|
проводников, |
имеющих |
|||
|
электроизоляционную за- |
||||
|
щиту печатных |
проводни- |
|||
Ιб |
ков и |
металлизированных |
|||
отверстий |
под |
корпусами |
|||
|
|||||
|
ЭРЭ |
|
|
|
|
|
Крепление и эксплуатация |
||||
|
при механических нагрузках – в |
||||
|
соответствии с техническими |
||||
|
условиями на резисторы, кон- |
||||
|
денсаторы, полупроводниковые |
||||
|
приборы и другие ЭРЭ |
||||
|
На платах с односто- |
|
|
ронним и двусторонним |
|
|
расположением печатных |
|
|
проводников |
|
|
Крепление и эксплуатация |
|
|
при механических нагрузках – в |
|
ΙΙa |
соответствии с техническими |
|
условиями на резисторы, кон- |
||
|
||
|
денсаторы, полупроводниковые |
|
|
приборы и другие ЭРЭ |
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-175- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 3
|
|
Продолжение табл. П3 |
1 |
2 |
3 |
ΙΙб |
|
На платах с односто- |
|
|
ронним и двусторонним |
|
|
расположением печатных |
|
|
проводников |
Крепление и эксплуатация при механических нагрузках – в соответствии с техническими условиями на резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы
На платах с односторонним и двусторонним расположением печатных проводников
Крепление и эксплуатация при механических нагрузках – в соответствии с техническими условиями на резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы
ΙΙв
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-176- |
||||||||||||||||||||||||
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 3
|
На платах с односто- |
||
|
ронним и двусторонним |
||
|
расположением печатных |
||
|
проводников |
|
|
|
Вариант установки |
||
Ιг |
применять при механиче- |
||
|
ских нагрузках, не превы- |
||
|
шающих требования 3-го |
||
|
класса аппаратуры по |
||
|
ГОСТ В.20.39.304–76 |
||
|
Продолжение табл. П3 |
||
1 |
2 |
3 |
|
|
На платах с односто- |
||
|
ронним и |
двусторонним |
|
|
расположением печатных |
||
|
проводников |
|
|
ΙΙΙ |
Крепление и эксплуатация |
||
при механических нагрузках – в |
|||
|
|||
|
соответствии с техническими |
||
|
условиями на резисторы, кон- |
||
|
денсаторы |
|
|
|
Для межплатной конструкции |
||
|
печатного узла на платах с од- |
||
|
носторонним и двусторонним |
||
|
расположением печатных про- |
||
IV |
водников |
|
|
|
|
||
|
|
На платах с односторонним и |
|
|
двусторонним расположением |
|
|
печатных проводников, имею- |
|
|
щих электроизоляционную за- |
|
|
щиту печатных проводников и |
|
|
металлизированных отверстий |
Va |
|
под корпусами ЭРЭ |
|
|
Эксплуатация при механиче- |
|
|
ских нагрузках – в соответствии |
|
K |
с техническими условиями на |
|
|
|
|
|
полупроводниковые приборы |
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-177- |
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
Приложение 3 |
|
На платах с односто- |
|
ронним и двусторонним |
|
расположением печатных |
VIIа |
проводников |
Эксплуатация при ме- |
|
|
ханических нагрузках |
|
не превышающих требования |
|
3-го класса аппаратуры по |
|
ГОСТ В.20.39.304-76 |
VIIб |
|
|
На платах с односто- |
|
|
|
ронним и двусторонним |
|
|
|
расположением печатных |
|
|
|
проводников с применени- |
|
|
|
ем электроизоляционных |
|
|
|
прокладок |
|
|
|
Эксплуатация при механиче- |
|
|
|
ских нагрузках – в соответствии |
|
|
|
с техническими условиями на |
|
Прокладка |
K |
микросхемы |
|
|
||
|
|
|
VIIв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На платах с односторонним и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двусторонним расположением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
печатных проводников с при- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
менением механического креп- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксплуатация при механиче- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ских нагрузках – в соответствии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с техническими условиями на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
микросхемы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-180- |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
|
Приложение 3 |
|
|
Продолжение табл. П3 |
1 |
2 |
3 |
|
|
На платах с односторонним |
|
|
и двусторонним расположением |
|
|
печатных проводников |
|
|
Эксплуатация при механиче- |
|
|
ских нагрузках – в соответствии |
|
|
с техническими условиями на |
|
|
полупроводниковые приборы, |
|
|
микросхемы и микросборки |
VIIIа |
|
|
шина |
На платах с односторонним |
и двусторонним расположением |
|
|
печатных проводников с при- |
|
менением теплоотводящих шин |
|
или электроизоляционных про- |
|
кладок |
|
Крепление и эксплуатация – |
VIIIб |
в соответствии с техническими |
условиями на микросхемы и |
|
|
микросборки |
шина
На платах с односторонним и двусторонним расположением печатных проводников
Эксплуатация при механических нагрузках – в соответствии
IXa с техническими условиями на реле
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-181- |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
|
Приложение 3 |
|
|
Окончание табл. П3 |
1 |
2 |
3 |
|
|
На платах с односторонним |
|
|
и двусторонним расположением |
|
|
печатных проводников |
|
|
Эксплуатация при механиче- |
|
|
ских нагрузках – в соответствии |
|
|
с техническими условиями на |
|
|
полупроводниковые приборы, |
|
|
микросхемы и микросборки |
прокладка
IXб
|
прокладка |
|
|
На платах с односторонним |
|
|
и двусторонним расположением |
|
|
печатных проводников |
|
IXв |
Крепление и эксплуатация – |
|
в соответствии с техническими |
||
|
||
|
условиями на реле |
|
|
На платах с односторонним |
|
|
и двусторонним расположением |
|
|
печатных проводников |
|
|
Крепление и эксплуатация |
|
|
при механических нагрузках – в |
|
IX |
соответствии с техническими |
|
условиями на реле |
г
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-182- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение4
Типовыегеометрическиемоделиэлектрорадиоизделий
В данном приложении, в табл. П 4, приводятся типовые геометрические модели корпусов электрорадиоизделий (ЭРИ), используемые в процессе топологического проектирования печатных плат. Приведенные модели входят в состав библиотек pcbmain.lib и pcbconn.lib системы ACCEL.
Таблица П 4
Геометрические модели ЭРИ
Название |
|
|
корпуса ком- |
Геометрическая модель |
Пояснение |
понента |
|
|
в библиотеке |
|
|
1 |
2 |
3 |
DIPxx |
|
Корпус с двусторонним расположением шты- |
|
|
ревых выводов: xx – число выводов |
|
|
|
PGAxx/yy |
|
Многорядное расположение штыревых выво- |
|
|
дов (Pin Grid Array): хх – число рядов, yy – |
|
|
число столбцов или строк в ряду |
|
|
|
ZIPxx |
|
Корпус с двусторонним расположением шты- |
|
|
ревых выводов, смещенных вправо: xx – число |
|
|
выводов |
|
|
|
CAPxx |
|
Конденсаторы: хх – расстояние между центра- |
|
|
ми выводов |
|
|
|
RESxx |
|
Резисторы: хх – расстояние между центрами |
|
|
выводов |
|
|
|
SIPxx |
|
Корпус с односторонним расположением вы- |
|
|
водов: xx – число выводов |
|
|
|
POTxx |
|
Потенциометры: xx – количество выводов |
|
|
|
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-183- |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
||
|
|
Приложение 4 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. П4 |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
JMPxx |
|
Клеммные перемычки: xx – расстояние меж- |
|
|
|
|
ду клеммами |
|
|
|
|
|
|
|
TO-xx |
|
Транзисторы |
|
|
|
|
|
|
|
DO-xx |
|
Диод: xx – расстояние между центрами выво- |
|
|
|
|
дов |
|
|
|
|
|
|
|
REEDLY |
|
Язычковое реле |
|
|
|
|
|
|
|
LEDxxx |
|
Светодиод:. хх – расстояние между центрами |
|
|
|
|
выводов |
|
|
|
|
|
|
|
PBxx |
|
Нажимные кнопки: хх – расстояние между |
|
|
|
|
центрами выводов |
|
|
|
|
|
|
|
SW-DIPxx |
|
Переключатели с двурядным расположением |
|
|
|
|
выводов: xx – количество выводов |
|
|
|
|
|
|
|
Soxx |
|
Корпус |
с двусторонними планарными выво- |
|
|
|
дами (малая ширина корпуса): xx – количест- |
|
|
|
|
во выводов |
|
|
|
|
|
|
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-184- |
|
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
||
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. П4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
|||
|
|
SOLxx |
|
|
|
|
|
Корпус с двусторонним расположением пла- |
|
|
|
|
|
|
|
|
нарных выводов (большая ширина корпуса): |
|
|
|
|
|
|
|
|
xx – количество выводов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SOJxx |
|
|
|
|
|
Корпус с двусторонним расположением вы- |
|
|
|
|
|
|
|
|
водов (средняя ширина корпуса): xx – коли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
чество выводов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MO-xx/yy |
|
|
|
|
|
Корпус с двусторонним расположением вы- |
|
|
|
|
|
|
|
|
водов: xx – тип корпуса по стандарту JEDEC, |
|
|
|
|
|
|
|
|
yy – число выводов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
QFPxx |
|
|
|
|
|
Корпус с четырехсторонним расположением |
|
|
|
|
|
|
|
|
планарных выводов: xx – количество выводов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PLCCxx |
|
|
|
|
|
Пластмассовый корпус. Суффикс А – тип |
|
|
|
|
|
|
|
|
корпуса по стандарту JEDEC, J – корпус |
|
|
|
|
|
|
|
|
квадратной формы, R – корпус прямоуголь- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ной формы, L – корпус большого размера, |
|
|
|
|
|
|
|
|
M – миниатюрный корпус, xx – количество |
|
|
|
|
|
|
|
|
контактов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
WWIND/A |
|
|
|
|
|
Катушки индуктивности: xx – расстояние |
|
|
|
|
|
|
|
|
между выводами |
|
|
RCxx |
|
|
|
|
|
Резисторы: xx – расстояние между выводами |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ССхх |
|
|
|
|
|
Конденсаторы: xx – расстояние между выво- |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
дами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-185- |
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
|
|
|
Приложение 4 |
|
|
|
|
|
Окончание табл. П4 |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
TCxx |
|
|
Танталовые конденсаторы: xx – расстояние |
|
|
|
|
между выводами |
|
|
|
|
|
|
MELF1/4W |
|
|
Трубчатые резисторы: xx – расстояние между |
|
|
|
|
выводами |
|
|
|
|
|
|
MLLxx,SODxx |
|
|
Трубчатые резисторы, конденсаторы, катуш- |
|
|
|
|
ки, индуктивностей или диоды: xx – расстоя- |
|
|
|
|
ние между выводами |
|
|
|
|
|
|
SOT |
|
|
Транзисторы или диоды.в корпусах SOT, для |
|
|
|
|
поверхностного монтажа |
|
|
|
|
|
|
DINxx |
|
|
Разъемы типа DIN: xx – количество контактов |
|
|
|
|
|
|
DBxx |
|
|
Миниатюрные разъемы: xx – количество кон- |
|
|
|
|
тактов. |
|
|
|
|
|
|
CONxxPIN |
|
|
Разъемы с однорядным расположением вы- |
|
|
|
|
водов: xx – количество контактов. |
|
|
|
|
|
|
IDCxx |
|
|
Вертикальные разъемы типа IDC: xx – коли- |
|
|
|
|
чество контактов |
|
|
|
|
|
|
EDGExx/yy |
|
|
Разъемы с планарными выводами. xx – коли- |
|
|
|
|
чество контактов; yy – расстояние между |
|
|
|
|
центрами выводов. |
|
|
|
|
|
|
ECONxx/yy |
|
|
Разъемы с планарными выводами фирмы |
|
|
|
|
Texas Instruments: xx – количество контактов; |
|
|
|
|
yy – расстояние между центрами выводов. |
Приложение5
Пример топологического проектирования печатного узла усилителя
Основанием для проектирования служит частное техническое задание на разработку ПУ усилителя. При этом исходными данными являются:
1. Схема электрическая принципиальная усилителя (рис. П5.1) и перечень элементов (табл. П5.1).
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-186- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
|
R3 |
|
|
|
+16 В |
|
|
|
VT3 |
R9 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
VT7 |
|
|
|
|
|
VT5 |
|
R1 |
|
|
VD3 |
R11 |
C1 |
VT1 VT2 |
R6 |
R7 |
VD4 |
C3 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
Вход |
R2 |
|
|
|
|
Выход |
C2 |
|
|
VT6 |
R12 |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
VT4 |
|
VT8 |
|
R4 |
R5 |
|
|
|
|
|
VD1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VD2 |
R8 |
R10 |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. П5.1. Схема электрическая принципиальная усилителя
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-187- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
|
Перечень электрорадиоэлементов |
Табл. П5.1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поз. обозначение |
Наименование |
|
Кол.,шт. |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
|
Конденсаторы |
|
|
|
С1 |
К50-16-10мкФ-16В |
|
1 |
|
С2 |
К50-16-50мкФ-16В |
|
1 |
|
С3 |
К50-16-2000мкФ-16В |
|
1 |
|
|
Резисторы |
|
|
|
R1 |
МЛТ-0,125-47 кОм±5% |
|
1 |
|
R2 |
МЛТ-0,125-51 кОм±5% |
|
1 |
|
R3 |
МЛТ-0,125-8,2 кОм±5% |
|
1 |
|
R4 |
МЛТ-0,125-2,2 кОм±5% |
|
1 |
|
R5 |
МЛТ-0,125-1 кОм±5% |
|
1 |
|
|
|
Окончание |
табл. П5.1 |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
R6 |
МЛТ-0,125-10 кОм±5% |
|
|
1 |
R7 |
МЛТ-0,125-5,6 кОм±5% |
|
|
1 |
R8 |
МЛТ-0,125-330 Ом±5% |
|
|
1 |
R9, R10 |
МЛТ-0,125-100 Ом±5% |
|
|
2 |
R11, R12 |
0,1 Ом±5% |
|
|
2 |
|
Диоды |
|
|
|
VD1-VD4 |
КД 522А |
|
|
4 |
|
Транзисторы |
|
|
|
VT1 |
КТ3102А |
|
|
1 |
VT2 |
КТ342Б |
|
|
1 |
VT3 |
КТ361Д |
|
|
1 |
VT4 |
КТ608А |
|
|
1 |
VT5 |
КТ815А |
|
|
1 |
VT6 |
КТ814А |
|
|
1 |
VT7 |
КТ816А |
|
|
1 |
VT8 |
КТ817А |
|
|
1 |
2.Усилитель относится к бытовой аппаратуре.
3.Условия эксплуатации – I группа по ГОСТ 11478–88.
4.Печатный узел функционирует в составе блока. Температура воздуха внутри блока составляет плюс 54 °С (естественная конвекция), а температура стенок блока – плюс 49 °С.
5.Согласно требованиям к надежности, наработка на отказ печатного узла должна составлять не менее 7500 часов.
6.Усилитель должен быть реализован на одной печатной плате. Габаритные размеры – не более 60 х 100 мм. Тип основания – жесткий.
7.Крепление печатной платы – винтовое (М2).
8.Расположение платы: в рабочем положении – горизонтальное.
9.Подключение внешних цепей – разъемное.
10.Габаритно-установочные размеры резисторов R11, R12 – аналогичны резистору МЛТ-2.
11.Производство – серийное.
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-188- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Процесс проектирования печатного узла Процесс разработки печатного узла выполняем согласно маршруту сквозного
автоматизированного проектирования, рассмотренного в главе 1 (см. рис. 1.6), и последовательности, изложенной в главе 5.
Так как усилитель относится к бытовой аппаратуре, то все конструк- тивно-технологические решения принимаем исходя из минимизации стоимости готового изделия. Исходя из сказанного, выбираем субтрактивную технологию, основанную на травлении фольгированного диэлектрика. При необходимости металлизации отверстий может быть применен комбинированный позитивный метод изготовления ПП. Так как производство серийное, то метод нанесения защитной маски – сеточный.
Условия эксплуатации по I группе ГОСТ 11478–88 соответствуют следующим климатическим воздействиям окружающей среды категории исполнения УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150–69 [7]:
температура окружающей среды: нижняя – плюс 10 °C, верхняя – плюс 35 °C;
относительная влажность: 80 % при 25 °C;
давление нормальное: 64,0–106,7 кПа (630–800 мм рт. ст.).
В соответствии с табл. 1.3 (параграф 1.2) выбираем для ПП первую группу жесткости, характеризующуюся следующими воздействующими факторами:
температура окружающей среды: нижняя – минус 25 °C, верхняя – плюс 55 °C;
относительная влажность: 75% при 35 °C;
давление нормальное: 64,0–106,7 кПа (630–800 мм рт. ст.).
Поскольку в исходных данных нет электрических режимов работы, то на начальном этапе, при помощи системы MicroSim, выполняем этап схемотехнического моделирования основных режимов работы схемы усилителя.
При моделировании исследовались основные характеристики усилителя, а также были получены режимы работы ЭРЭ. На рис. П5.2 приведена эквивалентная схема замещения усилителя. Режим работы усилителя по постоянному току представлен файлом, фрагмент которого приведен на рис. П5.4. Режим усиления представлен эпюрами входного и выходного сигналов на рис. П5.3. АЧХ усилителя представлена на рис. П5.5. Примеры эпюр мощностей некоторых компонентов схемы приведены на рис. П5.6, рис. П5.7, рис. П5.8. Исследования схемы первоначально проводились при температуре плюс 50 ° С.
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-189- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Рис. П5.2. Эквивалентная схема замещения усилителя
Рис. П5.3. Эпюры напряжения на входе V(1) и выходе V(17) усилителя
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-190- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
**** 01/19/100 13:30:41 **** Win95 PSpice 8.0 (July 1997) ***** ID# 16777215 *
*C:\ \SERG\Usilitel.sch
****CIRCUIT DESCRIPTION
*****************************************************************************
*Schematics Version 8.0 - July 1997
*Wed Jan 19 13:30:41 2000
**Analysis setup **
.tran 2ns 100ms
.OPTIONS LIMPTS=2
.OP
* From [SCHEMATICS NETLIST] section of msim.ini:
.lib "C:\Usi.lib"
.INC "Usilitel.net"
****INCLUDING Usilitel.net ****
*Schematics Netlist *
Q_Q6 13 10 15 KT814A
Q_Q5 12 9 14 KT815A
Q_Q4 10 $N_0001 11 KT608A
Q_Q1 $N_0002 2 $N_0003 KT3102A
|
Рис. П5.4. Результаты анализа схемы по постоянному току |
C_C1 |
1 2 10u |
D_D1 |
9 $N_0004 KD522A |
D_D2 |
$N_0004 10 KD522A |
R_R1 |
2 $N_0005 47k |
R_R2 |
$N_0007 2 51k |
Q_Q3 |
9 $N_0002 7 KT361D |
R_R3 |
$N_0008 7 8.2k |
C_C2 |
$N_0009 6 50u |
Q_Q2 |
7 6 $N_0003 KT342B |
R_R5 |
$N_0010 $N_0009 50 |
R_R6 |
6 $N_0011 7k |
R_R7 |
$N_0012 7 5.6k |
D_D3 |
$N_0001 $N_0013 KD522A |
Q_Q8 |
15 13 0 KT817A |
V_V1 |
1 0 DC 0 AC 0.1 SIN 0 0.05 1000Hz 0 0 0 |
R_R4 |
0 $N_0006 2.2k |
D_D4 |
$N_0013 0 KD522A |
R_R10 |
13 $N_0014 100 |
R_R8 |
$N_0015 11 200 |
R_R12 |
15 $N_0016 0.1 |
C_C3 |
16 17 2000u |
R_R11 |
16 $N_0017 0.1 |
R_R13 |
$N_0018 17 8 |
R_R9 |
12 $N_0019 100 |
V_V3 |
7 0 16V |
Q_Q7 |
14 12 7 KT816A |
|
a |
**** RESUMING Usilitel.cir ****
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-191- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
.INC "Usilitel.als
****INCLUDING Usilitel.als ****
*Schematics Aliases *
.ALIASES
Q_Q6 Q6(c=13 b=10 e=15 ) Q_Q5 Q5(c=12 b=9 e=14 )
Q_Q4 Q4(c=10 b=$N_0001 e=11 ) Q_Q1 Q1(c=$N_0002 b=2 e=$N_0003 ) C_C1 C1(1=1 2=2 )
D_D1 D1(1=9 2=$N_0004 )
D_D2 D2(1=$N_0004 2=10 )
R_R1 R1(1=2 2=$N_0005 ) V_PRINT5 PRINT5(1=$N_0005 2=7 )
.
.
.
б
Рис. П5.4. Продолжение
****RESUMING Usilitel.cir ****
.probe
.END
****Diode MODEL PARAMETERS
*****************************************************************************
KD522A
IS 227.000000E-15
N |
1.1 |
ISR 100.000000E-12 |
|
BV |
50 |
IBV |
1.000000E-09 |
RS |
1.17 |
TT |
5.000000E-09 |
CJO |
1.830000E-12 |
VJ |
.68 |
M |
.25 |
. |
|
. |
|
. |
|
**** BJT MODEL PARAMETERS
*****************************************************************************
KT814A |
KT815A |
KT608A |
KT3102A |
|
PNP |
NPN |
NPN |
NPN |
14.020000E-15 |
IS 70.490000E-15 70.490000E-15 |
1.000000E-12 |
|||
BF 81.78 |
81.78 |
80 |
172.2 |
|
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-192- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
NF |
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
VAF 100 |
100 |
|
60 |
|
82.35 |
|
|
IKF |
.6131 |
.6131 |
.4 |
|
.2809 |
|
|
ISE 615.300000E-12 615.300000E-12 |
10.000000E-06 9.573000E-12 |
||||||
NE |
2.369 |
2.369 |
4 |
|
2.211 |
|
|
BR |
8.232 |
8.232 |
1 |
|
.8636 |
|
|
NR |
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
VAR 100 |
100 |
|
8 |
|
45 |
|
|
IKR |
.01 |
.01 |
|
|
|
.253 |
|
ISC |
|
|
10.000000E-06 1.120000E-12 |
||||
NC |
|
|
|
4 |
41.6 |
|
|
RB |
|
|
|
3 |
|
||
RE |
.2 |
.2 |
|
.5 |
3.55 |
|
|
RC |
|
|
|
||||
CJE 71.140000E-12 71.140000E-12 |
30.000000E-12 2.635000E-12 |
||||||
VJE |
.3333 |
.3333 |
|
.69 |
|
||
MJE |
|
|
12.000000E-12 |
2.742000E-12 |
|||
CJC 78.870000E-12 78.870000E-12 |
|||||||
MJC |
.3333 |
.3333 |
|
|
|
|
|
TF 52.890000E-09 52.890000E-09 600.000000E-12 65.280000E-12 |
|||||||
XTF |
|
|
|
10 |
2 |
|
|
VTF |
|
|
|
10 |
15 |
|
|
ITF |
|
|
|
1 |
.532 |
|
|
TR 10.000000E-09 10.000000E-09 50.000000E-09 76.290000E-09 |
|||||||
XTB |
1.5 |
1.5 |
|
|
1.5 |
|
|
KT361D |
KT342B |
|
Рис. П5.4. Продолжение |
|
|||
|
KT817A |
KT816A |
|
||||
PNP |
NPN |
|
NPN |
|
PNP |
|
|
IS 10.000000E-15 14.020000E-15 70.490000E-15 70.490000E-15 |
|||||||
BF |
90 |
172.2 |
|
81.78 |
|
81.78 |
|
NF |
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
VAF 60 |
82.35 |
|
100 |
|
100 |
|
|
IKF |
.1 |
.2809 |
|
.6131 |
|
.6131 |
|
ISE 100.000000E-09 |
9.573000E-12 615.300000E-12 615.300000E-12 |
||||||
NE |
4 |
2.211 |
|
2.369 |
|
2.369 |
|
BR |
1 |
.8636 |
|
8.232 |
|
8.232 |
|
NR |
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
VAR 100 |
45 |
|
100 |
|
100 |
|
|
IKR |
.01 |
.253 |
|
.01 |
|
.01 |
|
ISC 100.000000E-09 |
1.120000E-12 |
|
71.140000E-12 |
||||
CJE 7.000000E-12 2.635000E-12 71.140000E-12 |
|||||||
VJE |
|
.69 |
|
.3333 |
|
.3333 |
|
MJE |
|
|
|
|
78.870000E-12 |
||
CJC 7.000000E-12 2.742000E-12 78.870000E-12 |
|||||||
MJC |
|
|
|
.3333 |
|
.3333 |
|
TF 250.000000E-12 65.280000E-12 52.890000E-09 52.890000E-09 |
|||||||
XTF |
10 |
2 |
|
|
|
|
|
VTF |
10 |
15 |
|
|
|
|
|
ITF |
1 |
.532 |
|
|
|
|
|
TR 170.000000E-09 76.290000E-09 10.000000E-09 10.000000E-09 |
|||||||
XTB |
|
1.5 |
|
1.5 |
1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION |
TEMPERATURE = 50.000 DEG C |
||||||
*****************************************************************************
NODE |
VOLTAGE |
NODE |
VOLTAGE NODE |
VOLTAGE NODE VOLTAGE |
|||||||
( |
1) |
0.0000 |
( |
2) |
8.2977 |
( |
3) |
15.3350 |
( |
4) |
7.7009 |
( |
5) |
0.0000 |
( |
6) |
8.3775 |
( |
7) |
16.0000 |
( |
8) |
1.2432 |
( |
9) |
9.1568 |
( |
10) |
7.8701 |
( |
11) |
.6902 |
( |
12) |
15.5360 |
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-193- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
( 13) 0.4626 ( 14) 8.5138 ( 15) 8.5128 ( 16) 8.5133 ( 17) 0.0000
VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT
V_PRINT5 -1.639E-04 iR1 V_PRINT6 -3.500E-03 iR4 V_PRINT8 -8.106E-05 iR3 V_PRINT10 -1.940E-05 iR6 V_PRINT11 -2.635E-03 iR7 V_V1 0.000E+00 V_PRINT7 -1.627E-04 iR2 V_PRINT9 0.000E+00 iR5 V_PRINT12 -4.626E-03 iR10 V_PRINT13 -3.451E-03 iR8 V_PRINT14 -4.708E-03 iR12 V_PRINT15 4.727E-03 iR11 V_PRINT16 0.000E+00 iR13 V_PRINT17 -4.645E-03 iR9
V_V3 -1.244E-02
TOTAL POWER DISSIPATION 1.99E-01 WATTS
г
Рис. П5.4. Продолжение
**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 50.000 DEG C
*****************************************************************************
**** DIODES |
|
D_D2 |
D_D3 |
D_D4 |
|
|
|||
NAME |
D_D1 |
|
|
|
|||||
MODEL |
KD522A |
KD522A |
KD522A |
KD522A |
|||||
ID |
1.43E-03 1.43E-03 6.89E-04 6.89E-04 |
|
|
||||||
VD |
6.43E-01 6.43E-01 6.22E-01 6.22E-01 |
|
|
||||||
REQ |
2.00E+01 |
|
2.00E+01 |
4.16E+01 |
4.16E+01 |
|
|||
CAP |
2.53E-10 2.53E-10 1.23E-10 1.23E-10 |
|
|
||||||
**** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS |
|
|
|
||||||
NAME |
Q_Q6 |
|
Q_Q5 |
Q_Q4 |
Q_Q1 |
Q_Q3 |
|||
MODEL |
KT814A |
KT815A |
KT608A |
KT3102A KT361D |
|||||
IB |
-7.55E-05 |
7.63E-05 |
1.95E-03 |
1.18E-06 -7.64E-05 |
|||||
IC |
-4.63E-03 |
4.65E-03 |
1.51E-03 |
1.57E-04 -1.51E-03 |
|||||
VBE |
-6.43E-01 6.43E-01 |
|
5.53E-01 |
5.97E-01 -6.65E-01 |
|||||
VBC |
7.41E+00 |
|
-6.38E+00 |
-6.63E+00 |
-7.04E+00 |
6.18E+00 |
|||
VCE |
-8.05E+00 7.02E+00 7.18E+00 7.63E+00 -6.84E+00 |
||||||||
BETADC 6.13E+01 |
|
6.09E+01 |
7.74E-01 |
|
1.34E+02 |
1.97E+01 |
|||
GM |
1.78E-01 1.78E-01 |
5.74E-02 |
6.08E-03 5.74E-02 |
||||||
RPI |
4.12E+02 4.07E+02 5.12E+01 2.59E+04 8.41E+02 |
||||||||
RX |
0.00E+00 0.00E+00 3.00E+00 4.16E+01 3.00E+00 |
||||||||
RO |
2.31E+04 2.28E+04 4.18E+04 5.61E+05 4.37E+04 |
||||||||
CBE |
9.51E-09 9.54E-09 7.78E-11 |
4.51E-12 2.54E-11 |
|||||||
CBC |
3.56E-11 3.72E-11 5.64E-12 |
1.27E-12 3.36E-12 |
|||||||
CJS |
0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 |
||||||||
BETAAC 7.32E+01 |
|
7.26E+01 |
|
2.94E+00 |
1.57E+02 |
4.83E+01 |
|||
CBX |
0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 |
||||||||
FT |
2.96E+06 |
2.96E+06 |
1.09E+08 |
1.68E+08 |
|
3.18E+08 |
|||
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-194- |
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
|
|
Приложение 5 |
NAME Q_Q2 Q_Q8 |
Q_Q7 |
||
MODEL |
KT342B |
KT817A |
KT816A |
IB |
1.94E-05 |
1.22E-06 |
-1.26E-06 |
IC |
3.32E-03 |
4.45E-06 |
-4.73E-06 |
VBE |
6.77E-01 |
4.63E-01 |
-4.64E-01 |
VBC |
-7.62E+00 |
-8.05E+00 |
7.02E+00 |
VCE |
8.30E+00 |
8.51E+00 |
-7.49E+00 |
BETADC 1.71E+02 |
3.65E+00 |
3.75E+00 |
|
GM |
1.27E-01 |
1.72E-04 |
1.83E-04 |
RPI |
1.38E+03 |
4.75E+04 |
4.59E+04 |
RX |
4.16E+01 |
0.00E+00 |
0.00E+00 |
RO |
2.67E+04 |
2.42E+07 |
2.25E+07 |
CBE |
1.27E-11 |
1.06E-10 |
1.06E-10 |
CBC |
1.24E-12 |
3.47E-11 |
3.62E-11 |
CJS |
0.00E+00 |
0.00E+00 |
0.00E+00 |
BETAAC 1.76E+02 |
8.17E+00 |
8.39E+00 |
|
CBX |
0.00E+00 |
0.00E+00 |
0.00E+00 |
FT |
1.45E+09 |
1.95E+05 |
2.04E+05 |
|
|
|
д |
Рис. П5.4. Окончание
Рис. П5.5. Амплитудно-частотная характеристика усилителя
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-195- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Рис. П5.6. Эпюры мощностей на резисторах R4, R8, R10
Рис. П5.7. Эпюры мощностей на резисторах R7, R9, R11, R12
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-196- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Рис. П5.8. Эпюры мощностей на транзисторах VT7 и VT8
Рис. П5.9 Эпюры токов через резисторы R4, R5, R6
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-197- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Из представленных результатов по анализу схемы электрической видно, что рабочие значения протекающих токов, приложенных напряжений и выделяемых мощностей (рис. П5.3, рис. П5.4, рис. П5.5, рис. П5.6, рис. П5.7, рис. П5.8, рис. П5.9) не превышают номинальных значений для примененной элементной базы.
Поскольку транзисторы КТ816А (VT7) и КТ817А (VT8) без радиатора могут рассеять максимально 1 Вт [46], а реально на них выделяется больше (см. рис. П5.8), то необходимо предусмотреть установку радиаторов. Габаритные размеры и конфигурация радиаторов должны быть определены при расчете теплового режима.
Максимальное значение напряжений между элементами печатного рисунка не может превышать 16 В (напряжение питания, см. рис. П5.1).
Ток в выходной цепи (транзисторы VT7, VT8, резисторы R11, R12, конденсатор C3) определяем исходя из следующего. Амплитуда выходного напряжения составляет 8 В (рис. П5.3), нагрузка – 8 Ом, соответственно максимальный выходной ток равен 1 А. Токи в остальных цепях (рис. П5.9) не превышают десятков миллиампер.
По виду АЧХ (рис. П5.5) делаем заключение, что аппаратура относится к низкочастотной.
Коэффициент усиления (отношение уровня выходного сигнала к уровню входного) составляет 160. На основании этого делаем вывод, что экранирование не обязательно, однако входные и выходные цепи желательно разнести на максимальное расстояние.
Следующим этапом определяем габаритно-установочные размеры ЭРЭ и выбираем варианты установки ЭРЭ (см. параграфы 1.4, 1.9 и прил. 3) по ОСТ
4.010.030–81.
Выбор производим с учетом следующего. Так как сложность усилителя невелика, то ориентируемся на одностороннюю печатную плату. В этом случае навесные элементы устанавливаются на поверхность платы со стороны, противоположной стороне пайки, без дополнительной изоляции (см. главу 1 и прил. 3). Поскольку разрабатываемое изделие – усилитель – относится к бытовой аппаратуре, где механические нагрузки невелики, то дополнительного механического крепления ЭРЭ (установка подставок, крепежных скоб, приклеивания) не требуется. В случае отсутствия в стандарте вариантов установки конкретных электрорадиоэлементов, вариант установки выбираем аналогичный однотипным ЭРЭ по конструкции. Значения конструктивных
D
Упрощенное изображение 3 мм 
l 
H 
Рис. П5.10 . Вариант установки конденсаторов
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-198- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
параметров для конкретных типоразмеров ЭРЭ заносим в табл. П5.2.
Конденсаторы С1–С3 (К50-16) устанавливаем по варианту Iiв (рис. П5.10).
Резисторы R1 – R12 (МЛТ) устанавливаем по варианту Ιа (рис. П5.11).
L D
Упрощенное изображение
l
Рис. П5.11. Вариант установки резисторов
Диоды VD1–VD4 (КД 522) устанавливаем по варианту Ιа (рис. П5.12), Транзисторы VТ1 (КТ 3102), VТ2 (КТ 342) – по варианту Vб (рис. П5.13), но без электроизоляционных прокладок, так как считаем, что механические нагрузки невелики.
L |
D |
|
Упрощенное изображение |
||
|
+
l |
+ |
|
Рис. П5.12. Вариант установки диодов
|
D |
|
|
|
H |
D1 |
Разметка |
Упрощенное изображение |
|
отверстий |
||||
|
|
|
5 мм
5 мм
5 мм 
Рис. П5.13. Вариант установки транзисторов VТ1, VТ2
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-199- |
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
|
|
|
|
Приложение 5 |
H |
L |
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
Упрощенное изображение |
|
|
|
|
|
1 – эмиттер |
|
1 |
2 |
3 |
|
2 – коллектор |
2 |
2,5 |
|
|
2,5 |
3 – база |
|
|
|
|||
|
Рис. П5.14. Вариант установки транзистора VТ3 |
||||
|
|
|
|
|
D1 |
|
|
|
H |
|
|
D |
Разметка |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
отверстий |
Упрощенное изображение |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
5 |
Рис. П5.15 . Вариант установки транзистора VТ4
Транзисторы VТ3 (КТ 361) устанавливаем по варианту ΙΙв
(см. рис. П5.14), транзистор VТ4 (КТ 608) – по варианту Vб (см. рис. П5.15), но без электроизоляционной прокладки.
Транзисторы VТ5 (КТ 815), VТ6 (КТ 814), VТ7 (КТ 817), VТ8 (КТ 816)
устанавливаем по варианту ΙΙв (рис. П5.16). Поскольку было определено, что для транзисторы VТ7 и VТ6 необходимо устанавливать на радиаторы, то для проведения дальнейших расчетов выбираем радиатор в виде пластины шириной 22 мм. Площадь радиатора можно варьировать изменяя его высоту.
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-200- |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
|
Приложение 5 |
H |
L |
B |
|
|
|
|
|
Упрощенное изображение |
8 |
|
|
2,5 |
2,5 |
2,5 |
6 |
|
22 |
|
|
Упрощенное изображение |
|
H |
|
Рис. П5.16. Вариант установки транзисторов VТ5, VТ6 (а) и VТ7, VТ8 (б) |
||
Габаритные и установочные размеры электрорадиоэлементов
(табл. П5.2) определены в ОСТ4.010.030–81 и [46].
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-201- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
|
Габаритно-установочные размеры ЭРЭ |
|
Таблица П5.2 |
|||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип РЭК, позиционное |
|
Габаритные и установочные размеры, |
мм |
Площадь, |
||||
|
мм2 |
|||||||
обозначение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
D1(L) |
H |
B |
l |
d |
S |
|
|
|
|||||||
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Конденсатор С1 К50- |
|
7,0 |
– |
14,0 |
– |
3,75 |
0,6 |
38,5 |
16-10мкФ-16В |
|
|
|
|
|
|
|
|
Конденсатор С2 К50- |
|
8,5 |
– |
16,0 |
– |
3,75 |
0,6 |
56,7 |
16-50мкФ-16В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. П5.2 |
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Конденсатор С3 К50- |
|
19,0 |
– |
46,0 |
– |
8,75 |
0,9 |
283,4 |
16-2000мкФ-16В |
|
|
|
|
|
|
|
|
Резисторы R1-R10 |
|
2,0 |
8,0 |
– |
– |
10,0 |
0,6 |
20,0 |
МЛТ-0,125 |
|
|
|
|
|
|
|
(200,0) |
Резисторы R11-R12 |
|
8,6 |
16,5 |
– |
– |
22,5 |
1,1 |
193,5 |
МЛТ-2 |
|
|
|
|
|
|
|
(387,0) |
Диоды VD1-VD4 |
|
1,9 |
3,8 |
– |
– |
12,5 |
0,59 |
23,8 |
КД 522А |
|
|
|
|
|
|
|
(95,2) |
Транзисторы |
|
5,84 |
4,35 |
5,3 |
– |
– |
0,5 |
26,8 |
VT1 КТ 3102А, |
|
|
|
|
|
|
|
(53,6) |
VT2 КТ 342Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
Транзистор VT3 |
|
– |
7,2 |
5,0 |
3,0 |
– |
0,8 |
21,6 |
КТ 361Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
Транзистор VT4 |
|
11,7 |
9,0 |
8,0 |
– |
– |
0,6 |
107,4 |
КТ 608А |
|
|
|
|
|
|
|
|
Транзисторы |
|
– |
7 |
11,1 |
2,8 |
|
0,88 |
33,1 |
VT5 КТ 815А, |
|
|
,8 |
|
|
|
|
(132,4) |
VT6 КТ 814А, |
|
|
|
|
|
|
|
|
VT7 КТ 816А, |
|
|
|
|
|
|
|
|
VT8 КТ 817А, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиатор |
|
– |
2 |
– |
6 |
– |
– |
132 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
(264) |
В соответствии с данными (табл. П5.2) суммарная площадь, занимаемая электрорадиоэлементами равна 1613 мм2. Согласно с выражению (1.2) (см. параграф 1.6.3) определяем площадь монтажной зоны:
Sр =1613 / kз ,
где kз – коэффициент заполнения печатной платы. Поскольку бытовая РЭС характеризуется относительно малым коэффициентом заполнения, его величину выбираем равной kз = 0,7. С учетом сказанного получаем
Sр = 2304 мм2.
Выбираем геометрические размеры печатной платы, полагаем длину и ширину монтажной зоны одинаковой L=√S ≈ 48 мм.
Учитывая, что расстояние между краем печатной платы и центром крепежного отверстия должно составлять не менее 5 мм и ширина краевого поля для разъемных соединителей составляет как минимум 15 мм (см. табл. 1.9),
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-202- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
полная ширина краевого поля равна примерно 40 мм. В итоге получаем следующие размеры платы: длина – 88 мм, ширина – 48 мм. Приводим в соответствие со стандартным рядом (см. табл. 1.11) в сторону увеличения, так как при расчетах не учитывалось наличие радиатора. Таким образом, ширина печатной платы – 50 мм, длина – 100 мм. После проведения топологического проектирования размеры платы могут быть скорректированы с учетом рекомендаций, изложенных в параграфе 1.6.3.
Материал основания ПП выбирается исходя из следующих соображений. Поскольку усилитель является низкочастотным, рабочие напряжений электрического тока малы (не превышают 16 В), климатические внешние воздействия нежесткие, то в качестве материала основания можно выбрать как фольгированный гетинакс, так и стеклотекстолит (см. табл. 1.6–1.8). Учитывая меньшее коробление, лучшую обрабатываемость, возможность металлизации отверстий и широкое распространение, выбираем фольгированный стеклотекстолит марки СФ.
Согласно ЧТЗ основание ПП должно быть жестким. С другой стороны особых требований по механическим воздействиям не предъявляется. Учитывая небольшие габариты платы, выбираем толщину основания 1,0 мм.
Толщину фольги предварительно определяем 35 мкм. Если в результате энергетических расчетов ее будет не достаточно, то возможно ее увеличение до 50 мкм.
Поскольку аппаратура бытовая, выбираем класс точности 2, который характеризует простоту, надежность, малую стоимость ПП и пригодность к серийному производству (см. параграф 1.5.1, табл. 1.4). По табл. 1.5 определяем геометрические параметры элементов печатного рисунка для выбранного класса точности (табл. П5.3).
Таблица П5.3
Минимально допустимые геометрические параметры для второго класса точности
Параметр |
Значение |
Ширина проводника t, мм |
|
|
0,45 |
Расстояние между проводниками S, мм |
0,45 |
Ширина гарантийного пояска b, мм |
0,20 |
Относительная толщина платы J, мм |
0,40 |
Шаг координатной сетки выбираем 1,25 мм, что позволит избежать специальной формовки выводов, так как расстояние между выводами конденсаторов кратно указанному размеру (см. табл. П5.2).
Следующим этапом проводим расчет параметров элементов печатного рисунка (диаметров отверстий и контактных площадок, ширины печатных проводников, расстояний между печатными элементами) исходя из класса точности ПП и других ограничений. Допуски на диаметры отверстий выбираем с учетом оплавления, так как для лучшей паяемости и защиты печатных проводников в условиях серийного производства обязательно наносится до-
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-203- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
полнительное покрытие (см. параграф 1.7.1). При выборе диаметров отверстий учитываем возможность применения автоматизированной сборки, так как производство серийное.
Определяем наличие металлизации в отверстиях. Металлизацию наносят, как правило, на переходные отверстия. Монтажные отверстия для разрабатываемого усилителя можно не металлизировать, так как специальные требования по надежности и механическим воздействиям в ЧТЗ не предъявляются. Возможно применение металлизированных отверстий для монтажа транзисторов VT8, VT9, потому что выходные транзисторы в усилителях низкой частоты наиболее часто выходят из строя.
Минимальный диаметр dмин металлизированного отверстия зависит от класса точности и толщины платы (см. параграф 1.7.1):
dмин = J H,
где J – относительная толщина ПП (выбирается по табл. П5.3); Н – толщина платы с учетом фольги.
dмин = 0,4 1, 07 = 0,43 [мм].
С учетом допуска d (см. табл. 1.13) по формуле (1.3) диаметр переходного отверстия
dпер = J H + d = 0,43 + 0,1 = 0,53 [мм].
Диаметры монтажных отверстий dотв проектируются с учетом обязательного гарантированного зазора между диаметром вывода и диаметром монтажного отверстия (см. параграф 1.7.1). Численные значения диаметров монтажных отверстий определяем по формуле (1.4)
dмонт = dвыв + d + r,
где dвыв – диаметр (для прямоугольных выводов – размер по наибольшей стороне) вывода ЭРЭ (см. табл. П5.2); r = (0,1–0,4 мм) – гарантированный зазор между диаметром монтажного отверстия и выводом ЭРЭ. Варьирование гарантированного зазора производим для уменьшения типоразмеров монтажных отверстий при условии осуществления автоматизированной сборки. Для транзисторов VT1, VT2 диаметр монтажного отверстия вычисляем по формуле (1.5), так как них диаметр вывода меньше рассчитанного диаметра металлизированного отверстия. Результаты вычислений округляем до рекомендуемых значений (см. параграф 1.7.1) и заносим в табл. П5.4.
В соответствии с табл. 1.4 для винтов М2 (с учетом выбранного допуска ± 0,2) диаметры крепежных отверстий равны 2,4 мм и диаметр резервной зоны для них составляет 7 мм.
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-204- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Форму контактной площадки выбираем круглую как наиболее распространенную для монтажа выводов в отверстие. Расчет проводим по методике приведенной в параграфе 1.7.2. Определяем минимальный эффективный диаметр контактной площадки по формуле
Diэфф= 2 (b + dмонт /2 + Тd + ТD),
где dмонт –диаметр монтажного отверстия с учетом допуска и гарантированного зазора; b – ширина гарантийного пояска (см табл. П5.3); Тd и ТD – позиционные допуски расположения осей отверстий и центров контактных
площадок (табл. 1.15, 1.16), соответственно. |
|
Для максимального монтажного отверстия (dмонт = 1,5 мм, см. |
табл. |
П5.4) эффективный диаметр контактной площадки (см. параграф 1.7.2)
Diэфф= 2 (0,2 + 1,5 /2 + 0,15 + 0,25) = 2,7 [мм].
С учетом выбранных способов изготовления печатной платы и толщины фольги 35 мкм (для комбинированного позитивного метода толщину проводящего слоя увеличиваем на 20 мкм) вычисляем минимальный диаметр контактной площадки по формуле (1.10).
Для субтрактивной технологии
Dmin = Diэфф + 1,5Нпр = 2,75 [мм].
Для комбинированного позитивного метода:
Dmin = Diэфф + 1,5Нпр + 0,08= 2,86 [мм].
Округляем полученное значение до 3 мм и вычисляем площади контактных площадок для минимального и максимального диаметров монтажных и переходных отверстий (0,9 и 1,5 мм, см табл. П5.4) с целью проверки возможности применения данного значения для всех монтажных и переходных отверстий. Для диаметра 0,9 мм площадь контактной площадки составляет 6,43 мм2, а для диаметра 1,5 мм – 3,94 мм2. Такие значения соответствуют требованиям, приведенным в параграфе 1.7.2. Кроме того, диаметр контактной площадки 3 мм рекомендован ОСТ 4.070.010–78 ″Платы печатные под автоматическую установку элементов. Конструкция и основные размеры″ для монтажных отверстий диаметром до 1,5 мм.
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-205- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Значения диаметров отверстий и контактных площадок |
Таблица П5.4 |
|||
|
||||
|
|
|
|
|
ЭРЭ, |
|
Диаметр, мм |
КП, Dкп |
Наличие ме- |
позиционное обозначение |
вывода, dвыв |
отверстия, dмонт |
таллизации |
|
|
|
|
4 |
|
1 |
2 |
3 |
5 |
|
Конденсаторы С1, С2 |
0,6 |
0,9 |
3,0 |
Нет |
Конденсатор С3 |
0,9 |
1,3 |
3,0 |
Нет |
Резисторы R1–R10 |
0,6 |
0,9 |
3,0 |
Нет |
Резисторы R11–R12 |
1,1 |
1,5 |
3,0 |
Нет |
Диоды VD1-VD4 |
0,59 |
0,9 |
3,0 |
Нет |
Транзисторы VT1, VT2 |
0,5 |
0,9 |
3,0 |
Нет |
Транзистор VT3 |
0,8 |
1,3 |
3,0 |
Нет |
Транзистор VT4 |
0,6 |
0,9 |
3,0 |
Нет |
Транзисторы VT5, VT6 |
0,88 |
1,3 |
3,0 |
Нет |
Транзисторы VT7, VT8 |
0,88 |
1,5 |
3,0 |
Есть |
Переходное отверстие |
– |
0,9 |
3,0 |
Есть |
Крепежные отверстия |
М2 |
2,4 |
– |
Нет |
Расчет ширины печатных проводников проводится по методологии, рассмотренной в параграфе 1.7.3. Исходя из выбранного класса точности (см. табл. П5.3) ширина проводника tmin равна 0,45 мм. С учетом подтрава проводящего слоя и выбранных технологий изготовления по выражениям (1.11) и (1.13) определяем эффективную ширину печатного проводника.
Для субтрактивной технологии
tэфф = tmin – 1,5Нпр = 0,31 [мм].
Для комбинированного позитивного метода
tэфф = tmin – 1,5Нпр – 0,08 = 0,27[мм].
По табл. 1.16 определяем, что нагрузочная способность по току при нагреве на 10 °С для проводника шириной 0,31 мм и толщиной 35 мкм составляет более 1 А, а для проводника шириной 0,27 мм и толщиной 50 мкм составляет более 2 А.
Плотность протекающего тока для проводников выходных цепей (ток равен 1 А) составляет 92 А/мм2 и 74 А/мм2, соответственно, для вычисленных выше параметров проводников. Эти значения ниже допустимых плотностей тока, указанных в табл 1.12.
Проверяем проводники цепей питания на допустимое падение напряжения. В соответствии с рекомендациями (см. параграф 1.11) оно не должно превышать 10 %. Расчет проводим для цепи с максимальным током 1 А. По табл. 1.24 определяем удельное сопротивление печатных проводников. Для проводника шириной 0,31 мм и толщиной 35 мкм (субтрактивный метод изготовления ПП) удельное сопротивление составляет примерно 1,62 Ом/м, а для проводника шириной 0,27 мм и толщиной 50 мкм (комбинированный позитивный способ) – 1,34 Ом/м. Длину проводников цепей питания выбираем
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-206- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
равной 100 мм (максимальный размер ПП). Соответственно, значения сопротивлений составят 0, 16 и 0,13 Ом. Легко показать, что максимальное падение напряжения не превысит 1% при субтрактивном способе изготовления
ППи 0,8 % при комбинированном способе изготовления печатного рисунка. Следующим шагом вычислим минимальное расстояние между элемен-
тами печатного рисунка исходя из выбранного класса точности (табл. П5.2). Номинальное значение расстояния S (табл. П5.2) равно 0,45 мм. В узких местах возможно занижение этого значения на величину положительного отклонения t ширины печатного элемента (см. табл. 1.17). Для второго класса
точности t = 0,15 мм. Значит, для узких мест минимальное расстояние между элементами печатного рисунка Sмин= 0,3 мм.
Пробивное напряжение между элементами проводящего рисунка, расположенными в одном слое, для заданных расстояния, материала основания ПП и условий эксплуатации составляет 50 В (см. табл. 1.20). Следовательно, дополнительных мер по обеспечению электрической прочности (покрытие диэлектрическими лаками, увеличение номинального значения параметра S) принимать не надо.
Для проведения следующих этапов топологического проектирования электрическую схему разрабатываемого усилителя загружаем в систему ACCEL [28] и в ней выполняем следующие основные операции:
1.Создаем при помощи программы LABRARY EXECUTIVE геометрические модели компонентов.
2.При помощи редактора печатных плат ACCEL PCB разрабатываем эскиз печатной платы, на который наносим монтажные отверстия, дополнительные надписи, а также выполняем ряд установок, таких как параметры сетки, размеры проводников, размеры и стиль контактных площадок, зазоры между элементами печатного рисунка и т. п.
3.Выполняем процесс ручного размещения ЭРЭ на поле печатной платы (см. рис. П5.17).
Врезультате размещения корректируем размер по длинной стороне ПП до значения 85 мм. Это удовлетворяет требованию к соотношению сторон (не более чем 3:1) и условию, что при длине стороны до 100 мм размер должен быть кратен 2,5 мм (см. параграф 1.6.3).
Следующим этапом в проектировании было моделирование теплового режима печатного узла для выбранного варианта компоновки. С этой целью при помощи подсистемы «АСОНИКА-Т» [15] конвертировалась из системы ACCEL схема размещения ЭРЭ. Мощности ЭРЭ были получены в системе MicroSim (см. рис. П5.4, П5.6–П5.8). Граничные условия задавались согласно данным ЧТЗ. Теплофизические параметры ЭРЭ рассчитывались при помощи встроенной в подсистему «АСОНИКА-Т» программы.
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-207- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Рис. П5.17. Эскиз первоначального размещения элементов на ПП
Рис. П5.18. Фрагмент процесса расчета теплофизических параметров выходного транзистора в подсистеме “АСОНИКА-Т”
На рис. П5.18 приведен фрагмент процесса расчета теплофизических параметров выходного транзистора. В процессе моделирования были подоб-
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-208- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
раны параметры теплоотводов для выходных транзисторов (пластины разме-
ром 22х1,5х50 мм – см. рис. П5.18).
Подсистема «АСОНИКА-Т» позволяет визуализировать результаты теплофизического моделирования с помощью цветовой гаммы. На рис. П5.19,б-в приведены эскиз распределения температур электрорадиоэлементов, полученных в результате моделирования и изотермы печатной платы. На рис. П5.20 приведен фрагмент выходного файла, в котором представлены тепловое поле печатной платы и карта тепловых режимов работы электрорадиоэлементов.
По результатам моделирования теплового режима было принято решение о переносе конденсатора С3 от транзистора VT7, т. к. он подвергался нагреву (см. рис. П5.17 и рис. П5.19, а). С учетом полученных температур ЭРЭ было проведено повторное моделирование электрических характеристик усилителя. Учитывая, что в MicroSim можно задавать только одну температуру
для всех ЭРЭ, задаем при исследованиях схемы температуру +67 °С (см. рис. П5.3–П5.9), что соответствует средней температуре при рассмотрении печатного узла в виде нагретой зоны.
Максимальная температура печатных проводников по результатам моделирования составляет 85 °С. Максимальная рабочая температура фольгированного стеклотекстолита равна плюс 105 °С (см. табл. 1.8), значит данный материал подходит для основания ПП.
а
Рис. П5.19. Результаты моделирования теплового режима печатного узла: а -изотермы и температуры ЭРЭ исходного варианта размещения; б, (в) - распределение температур
ЭРЭ и изотермы ПП окончательного варианта размещения ЭРЭ
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-209- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
б
в
Рис. П5.19. Окончание
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-210- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
|
|
|
|
О П И С А Н И Е |
Э Р Э |
|
|
|
|
||||||
------ |
T |
----T |
----T |
----T |
---- |
T |
----- |
T |
-----T |
----T |
-----T---- |
T |
---T |
-----T |
---- |
ОБОЗ.N¦XN, ¦XK, ¦YN, ¦YK, ¦ P, |
¦ Rtk,¦Rtv,¦ |
Tm,¦Кчер¦ H,¦ S, ¦ CE |
|||||||||||||
ЭРЭ |
¦ |
мм ¦ |
мм ¦мм ¦мм |
¦мВт |
¦ |
К / Вт¦К/Вт¦[Г.Ц]¦ |
¦ мм¦мм*мм¦Дж/К |
||||||||
R1------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦ |
9.0¦11.2¦22.0¦32.0¦ |
1.2¦ |
70.8¦ 0.0¦150.0¦ |
0.8¦ 3.¦ |
65.¦ 0.8 |
||||||||||
R2------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦16.0 |
18.2¦13.0¦23.0¦ |
1.3¦ |
70.8¦ |
0.0¦150.0¦ |
0.8¦ |
3.¦ |
65.¦ |
||||||||
R3------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦ |
9.0¦11.2¦36.0¦46.0¦ |
0.3¦ |
70.8¦ 0.0¦150.0¦ |
0.8¦ 3.¦ |
65.¦ 0.8 |
||||||||||
R4------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦14.0¦24.0¦ |
4.0¦ |
6.2¦ |
27.¦ |
70.8¦ |
0.0¦150.0¦ |
0.8¦ |
3.¦ |
65.¦ |
|||||||
VT7------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦70.0¦76.3¦26.0¦48.0¦1800.¦ |
4.6¦ 5.0¦125.0¦ |
0.8¦50.¦2628.¦ 0.8 |
|||||||||||||
VT8------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦70.0¦76.3¦ |
2.0¦24.0¦2200.¦ |
4.6¦ |
5.0¦125.0¦ |
0.8¦50.¦2628.¦ |
|||||||||||
R5------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦31.0¦33.2¦ |
3.0¦13.0¦ |
0.1¦ |
70.8¦ |
0.0¦150.0¦ |
0.8¦ |
3.¦ |
65.¦ |
||||||||
R6------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦16.0¦18.2¦36.0¦46.0¦ 0.01¦ |
70.8¦ 0.0¦150.0¦ |
0.8¦ 3.¦ |
65.¦ 0.8 |
||||||||||||
R7------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦22.0¦24.2¦36.0¦46.0¦ |
38.¦ |
70.8¦ 0.0¦150.0¦ |
0.8¦ 3.¦ |
65.¦ 0.8 |
|||||||||||
R8------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦41.0¦43.2¦ |
3.0¦13.0¦ |
|
3.¦ |
70.8¦ |
0.0¦150.0¦ |
0.8¦ |
3.¦ |
65.¦ |
|||||||
R9------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦67.0¦69.2¦23.0¦33.0¦ |
|
7.¦ |
70.8¦ 0.0¦150.0¦ |
0.8¦ 3.¦ |
65.¦ 0.8 |
||||||||||
R10------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦46.0¦48.2¦ |
3.0¦13.0¦ |
|
8.¦ |
70.8¦ |
0.0¦150.0¦ |
0.8¦ |
3.¦ |
65.¦ |
|||||||
R11------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦58.0¦66.8¦ |
1.0¦23.5¦ |
70.¦ |
51.0¦ |
0.0¦150.0¦ |
0.8¦10.¦ |
686.¦ |
|||||||||
R12------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦58.0¦66.8¦26.0¦48.5¦ |
80.¦ |
51.0¦ 0.0¦150.0¦ |
0.8¦10.¦ 686.¦ 0.8 |
||||||||||||
C1------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦ |
4.0¦11.0¦ |
6.0¦13.0¦ |
|
0.¦ |
26.5¦ |
0.0¦100.0¦ |
0.8¦14.¦ |
353.¦ |
|||||||
C2------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦22.5¦29.5¦25.0¦32.0¦ |
|
0.¦ |
26.5¦ 0.0¦100.0¦ |
0.8¦14.¦ 353.¦ 0.8 |
|||||||||||
C3------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦35.0¦54.0¦28.0¦47.0¦ |
|
0.¦ |
15.7¦ 0.0¦100.0¦ |
0.8¦46.¦3042.¦ 0.8 |
|||||||||||
VD1------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦36.0¦37.9¦ |
3.0¦12.8¦ |
|
1.¦114.0¦ |
0.0¦125.0¦ |
0.8¦ |
3.¦ |
43.¦ |
||||||||
VD2------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦31.0¦32.9¦19.0¦28.8¦ |
|
1.¦114.0¦ 0.0¦125.0¦ |
0.8¦ 3.¦ |
43.¦ 0.8 |
|||||||||||
VD3------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦51.0¦ |
2.9¦17.0¦26.8¦ |
|
1.¦114.0¦ |
0.0¦125.0¦ |
0.8¦ |
3.¦ |
43.¦ |
||||||||
VD4------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦48.0¦49.9¦17.0¦26.8¦ |
|
1.¦114.0¦ 0.0¦125.0¦ |
0.8¦ 3.¦ |
43.¦ 0.8 |
|||||||||||
VT1------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦21.0¦26.8¦13.0¦18.8¦ |
|
2.¦ |
67.9¦ 0.0¦125.0¦ |
0.8¦ 9.¦ 169.¦ 0.8 |
|||||||||||
VT2------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦14.0¦19.8¦26.0¦31.8¦ |
|
2.¦ |
67.9¦ 0.0¦125.0¦ |
0.8¦ 9.¦ 169.¦ 0.8 |
|||||||||||
VT3------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦28.0¦31.0¦36.0¦45.0¦ |
|
1.¦111.0¦ 0.0¦125.0¦ |
0.8¦ 3.¦ 168.¦ 0.8 |
||||||||||||
VT5------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦54.0¦56.8¦15.0¦22.8¦ |
50.¦ |
34.7¦10.0¦125.0¦ |
0.8¦16.¦ 328.¦ 0.8 |
||||||||||||
VT6------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
0.8 |
1¦50.0¦52.8¦ |
3.0¦10.8¦ |
70.¦ |
34.7¦10.0¦125.0¦ |
0.8¦16.¦ |
328.¦ |
||||||||||
VT4------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
1¦34.0¦45.5¦14.0¦25.5¦ |
20.¦ |
47.2¦ 3.5¦125.0¦ |
0.8¦12.¦ 539.¦ 0.8 |
||||||||||||
------ |
+---- |
+ |
----+---- |
+---- |
|
+----- |
|
+----- |
+---- |
+----- |
+---- |
+--- |
+----- |
+---- |
|
Рис. П5.20. Фрагмент файла-отчета подсистемы «АСОНИКА-Т»
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-211- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
|
|
|
ОПИСАНИЕ |
|
ГРАНИЧНЫХ |
УСЛОВИЙ |
|
|
|
|||
-T--T--- |
T |
----T--- |
T---- |
T--- |
T |
---T----- |
T----- |
T----- |
T----- |
T----- |
T---- |
¬ |
N¦ТП¦XN,¦ |
XK,¦YN,¦YK, |
¦ZN,¦ZK,¦ПАР.1¦ПАР.2¦ПАР.3¦ПАР.4¦ПАР.5¦ПАР.6 |
||||||||||
¦ ¦ мм¦ мм ¦ мм¦ мм ¦ мм¦ мм¦ |
¦ |
¦ |
¦ |
¦ |
¦ |
|
||||||
-+--+--- |
+ |
----+--- |
+---- |
+--- |
+ |
---+----- |
+----- |
+----- |
+----- |
+----- |
+----- |
|
1¦ 7¦0.0¦85.0¦0.0¦50.0¦0.0¦0.0¦ 54.0¦ 49.0¦760.0¦ |
¦ |
¦ |
|
|||||||||
-+--+--- |
+---- |
+--- |
+---- |
+--- |
+--- |
+----- |
+----- |
+----- |
+----- |
+----- |
+----- |
|
2¦ 6¦0.0¦85.0¦0.0¦50.0¦0.0¦0.0¦ 49.0¦ |
¦ |
¦ |
¦ |
¦ |
|
|||||||
-+--+--- |
+---- |
+--- |
+---- |
+--- |
+--- |
+-=--- |
+----- |
+----- |
+----- |
+----- |
+----- |
|
|
Н А Ч А Л Ь Н Ы Е |
У С Л О В И Я |
||
Начальное |
время работы |
- |
0.000E+00 |
|
Конечное |
время работы |
- |
0.100E+02 |
|
Точность |
расчета |
- |
0.100E-04 |
|
Минимальный |
шаг интегрирования |
- |
0.100E-02 |
|
Максимальный |
шаг интегрирования - |
0.100E-02 |
||
Начальная |
температура |
- |
0.000E+00 |
|
Р Е З У Л Ь Т А Т Ы М О Д Е Л И Р О В А Н И Я
***********************************************
SLAU*INTF1: |
Информация для оценки метода: |
|
|
|
140 |
|
||||||||||
Pазмерность |
матрицы |
................................. |
элементов |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Hачальное число ненулевых |
................. |
|
|
|
1616 |
|
||||||||||
Число ненулевых элементов |
в факторизованной матрице |
.. 2784 |
|
|||||||||||||
Y | |
|
|
|
ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ |
|
|
|
|
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||
0 |
||||||||||||||||
10+ |
---+ |
---+ |
---+ |
---+--- --- --- --- --- --- --- --- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+--- |
+ |
---+ |
---+ |
|
¦51.¦51.¦51.¦52.¦52.¦52.¦52.¦52.¦53.¦56.¦59.¦64.¦74.¦73.¦73.| 9+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦51.¦51.¦52.¦53.¦52.¦52.¦52.¦53.¦56.¦59.¦64.¦76.¦74.¦74.| 8+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦51.¦51.¦52.¦52.¦52.¦52.¦52.¦53.¦56.¦59.¦64.¦76.¦75.¦74.| 7+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦51.¦51.¦51.¦52.¦52.¦52.¦53.¦53.¦56.¦59.¦64.¦76.¦75.¦75.| 6+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦51.¦51.¦51.¦52.¦52.¦52.¦53.¦54.¦57.¦60.¦65.¦76.¦75.¦75.| 5+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦51.¦51.¦51.¦52.¦52.¦52.¦53.¦54.¦57.¦61.¦65.¦78.¦77.¦76.| 4+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦51.¦51.¦51.¦52.¦52.¦53.¦53.¦55.¦58.¦61.¦66.¦80.¦78.¦78.| 3+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦51.¦51.¦52.¦52.¦52.¦53.¦53.¦56.¦58.¦61.¦66.¦80.¦79.¦78.| 2+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦51.¦52.¦52.¦52.¦52.¦53.¦54.¦56.¦58.¦61.¦66.¦80.¦78.¦78.| 1+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ ¦51.¦52.¦52.¦52.¦52.¦52.¦53.¦54.¦56.¦58.¦61.¦66.¦78.¦77.¦77.|
0+--- |
+--- |
+--- |
+--- |
+--- |
+--- |
+--- |
+--- |
+--- |
+ |
---+ |
---+ |
---+ |
---+ |
---+ |
---+ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Рис. П5.20. Продолжение
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-212- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
**************************************
* КАРТА ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭРЭ *
**************************************
Таблица N 1
N |
Обозн |
Номер |
Темпер-ра |
Темпер-ра |
Темпер-ра |
Темпер-ра |
Коэф-т |
Пере- |
п/п |
ЭРЭ |
повер |
корпуса |
активной |
KУвместе |
ЭРЭ макс |
тепловой |
грев |
|
|
хн-ти |
ЭРЭ, |
зоны(P-N |
установки |
допуст-я, |
нагрузки |
ЭРЭ, |
|
|
КУ |
|
перехода) |
ЭРЭ, |
|
ЭРЭ, |
|
|
|
|
|
ЭРЭ, |
|
|
|
|
|
|
|
Гр.Ц |
Гр.Ц |
Гр.Ц |
Гр.Ц |
отн.ед |
Гр.Ц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
R1 |
1 |
51.05 |
51.05 |
51.00 |
150.00 |
0.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
R2 |
1 |
51.35 |
51.35 |
51.30 |
150.00 |
0.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
R3 |
1 |
51.01 |
51.01 |
51.00 |
150.00 |
0.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
R4 |
1 |
55.62 |
55.62 |
52.24 |
150.00 |
0.37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
VT7 |
1 |
84.89 |
93.89 |
75.36 |
125.00 |
0.75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
VT8 |
1 |
90.87 |
101.87 |
79.06 |
125.00 |
0.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
R5 |
1 |
51.85 |
51.85 |
51.20 |
150.00 |
0.35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
R6 |
1 |
51.47 |
51.47 |
51.32 |
150.00 |
0.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
R7 |
1 |
57.16 |
57.16 |
52.26 |
150.00 |
0.38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
R8 |
1 |
53.08 |
53.08 |
53.00 |
150.00 |
0.35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
R9 |
1 |
72.48 |
68.48 |
71.29 |
150.00 |
0.46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
R10 |
1 |
55.84 |
55.84 |
55.14 |
150.00 |
0.37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
R11 |
1 |
60.64 |
60.64 |
60.14 |
150.00 |
0.40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
R12 |
1 |
60.11 |
60.11 |
60.01 |
150.00 |
0.40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
C1 |
1 |
51.36 |
51.36 |
51.10 |
100.00 |
0.51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
C2 |
1 |
51.61 |
51.61 |
51.14 |
100.00 |
0.52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
C3 |
1 |
52.47 |
52.47 |
52.13 |
100.00 |
0.52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
VD1 |
1 |
52.17 |
52.17 |
52.10 |
125.00 |
0.42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
VD2 |
1 |
51.90 |
51.90 |
51.08 |
125.00 |
0.42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
VD3 |
1 |
54.31 |
54.31 |
54.10 |
125.00 |
0.43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
VD4 |
1 |
53.71 |
53.71 |
53.41 |
125.00 |
0.43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
VT1 |
1 |
55.82 |
55.82 |
55.08 |
100.00 |
0.45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
VT2 |
1 |
55.50 |
55.50 |
55.07 |
100.00 |
0.44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
VT3 |
1 |
51.50 |
51.50 |
51.02 |
125.00 |
0.41 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
VT5 |
1 |
59.61 |
60.11 |
58.40 |
125.00 |
0.48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
VT6 |
1 |
60.24 |
60.94 |
56.57 |
125.00 |
0.49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
VT4 |
1 |
53.15 |
53.22 |
52.79 |
125.00 |
0.43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. П5.20. Продолжение
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-213- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
ТАБЛИЦА N2
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКТИВНОГО УЗЛА
г===================================================T=======================¬
¦ |
Интегральная температура КУ |
¦ |
66.271 Град.ц. |
¦ |
||
¦--------------------------------------------------- |
Максим-ная допустимая интегральная |
+----------------------- |
99.40 Град.ц. |
¦ |
||
¦ |
¦ |
¦ |
||||
¦ |
темп-ра КУ |
|
¦ |
|
|
¦ |
¦--------------------------------------------------- |
Количество ЭРЭ |
|
+----------------------- |
27 шт. |
|
¦ |
¦ |
|
¦ |
|
¦ |
||
¦--------------------------------------------------- |
Суммарная мощность, выделяемая ЭРЭ |
+----------------------- |
4.384 |
Вт |
¦ |
|
¦ |
¦ |
¦ |
||||
¦--------------------------------------------------- |
Количество перегревшихся ЭРЭ |
+----------------------- |
0 шт. |
|
¦ |
|
¦ |
¦ |
|
¦ |
|||
¦--------------------------------------------------- |
Площади поверхностей КУ |
+----------------------- |
|
|
¦ |
|
¦ |
¦ |
17149.00 |
мм*мм |
¦ |
||
¦ |
|
1-я поверхность |
¦ |
¦ |
||
¦ |
|
2-я поверхность |
¦ |
4250.00 |
мм*мм |
¦ |
¦ |
|
суммарная |
¦ |
21399.00 |
мм*мм |
¦ |
¦--------------------------------------------------- |
Площади поверхностей ЭРЭ |
+----------------------- |
|
|
¦ |
|
¦ |
¦ |
12899.00 |
мм*мм |
¦ |
||
¦ |
|
на 1-й поверхности |
¦ |
¦ |
||
¦ |
|
на 2-й поверхности |
¦ |
0.00 |
мм*мм |
¦ |
¦ |
|
суммарная |
¦ |
12899.00 |
мм*мм |
¦ |
¦--------------------------------------------------- |
Эффективная толщина |
КУ |
+----------------------- |
8.494 мм |
¦ |
|
¦ |
¦ |
¦ |
||||
¦--------------------------------------------------- |
Эффективная толщина |
ЭРЭ КУ |
+----------------------- |
|
|
¦ |
¦ |
¦ |
6.994 мм |
¦ |
|||
¦ |
|
на 1-й поверхности |
¦ |
¦ |
||
¦ |
|
на 2-й поверхности |
¦ |
0.000 мм |
¦ |
|
L===================================================¦=======================-
Рис. П5.20. Окончание
На следующем этапе был осуществлен анализ безотказности печатного узла [3, c. 165–174]. Для этого были рассчитаны коэффициенты электрической нагрузки ЭРЭ на основе результатов моделирования электрической схемы (см. рис. П5.2–П5.9). Согласно справочной литературе [3, c. 116–119] были выбраны математические модели безотказности ЭРЭ, которые представлены в табл. П5.5. Для определения представленных в таблице параметров моделей безотказности (коэффициент А2) использовались температуры, полученные в процессе теплового моделирования (см. рис. П5.20). В модель безотказности, которая представлена на рис. П5.21 вошли также и результаты топологического проектирования – количество паек. На рис. П.5.22 приведен фрагмент работы программы модуля редактора, входящего в состав программы по анализу безотказности, а на рис. П5.23 – файл-отчет результатов анализа показателей безотказности. Как видно из результатов, наработка на отказ печатного узла (12 964 часа) удовлетворяет требованиям ЧТЗ (по ЧТЗ
Тнаработки=7500 часов).
Таблица П5.5
Параметры моделей безотказности печатного узла усилителя
Поз. |
Математиче- |
6- |
1/ |
А2 = f (Кн, Тэ) |
|
|
|
|
|
||
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обозн. |
ская модель |
10 |
|
|
|
|
A1 |
АA4 |
АA5 |
АAк1 |
ААк2 |
|
Кн, |
Тэ, |
А2 |
||||||||
ЭРЭ |
безотказности |
0 |
|
отн.ед |
°С |
|
|
|
|
(А6) |
(А7) |
|
|
λ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
R1 – R3 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,01 |
51,0 |
0,1 |
1,2 |
1,0 |
|
(0,5) |
(1,0) |
|
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-214- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Окончание табл. П5.5
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
|
7 |
8 |
|
|
9 |
10 |
11 |
|||||
R4 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,20 |
|
55,6 |
|
0,2 |
|
|
1,2 |
1,0 |
|
|
|
(0,5) |
(1,0) |
|||||||
R5, R6 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,01 |
|
51,8 |
|
0,1 |
|
|
1,2 |
1,0 |
|
|
|
(0,5) |
(1,0) |
|||||||
R7 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,30 |
|
52,2 |
|
0,36 |
|
1,2 |
1,0 |
|
|
|
(0,5) |
(1,0) |
||||||||
R8 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,02 |
|
53,0 |
|
0.1 |
|
|
1,2 |
1,0 |
|
|
|
(0,5) |
(1,0) |
|||||||
R9 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,06 |
|
68,4 |
|
0.15 |
|
1,2 |
1,0 |
|
|
|
(0,5) |
(1,0) |
||||||||
R10 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,06 |
|
55,8 |
|
0.1 |
|
|
1,2 |
1,0 |
|
|
|
(0,5) |
(1,0) |
|||||||
R11 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,03 |
|
60,6 |
|
0.12 |
|
1,2 |
1,0 |
|
|
|
(1,5) |
(1,0) |
||||||||
R12 |
λ0А1А2А4А6А7 |
0,01 |
0,03 |
|
60,1 |
|
0.12 |
|
1,2 |
1,0 |
|
|
|
(1,5) |
(1,0) |
||||||||
C1 |
λ0А1А2А4 |
0,8 |
0,53 |
|
51,3 |
|
1,5 |
|
|
1,2 |
0,05 |
|
|
|
|
|
|
||||||
C2 |
λ0А1А2А4 |
0,8 |
0,53 |
|
51,6 |
|
1,5 |
|
|
1,2 |
0,05 |
|
|
|
|
|
|
||||||
C3 |
λ0А1А2А4 |
0,8 |
0,55 |
|
52,4 |
|
1,5 |
|
|
1,2 |
0,05 |
|
|
|
|
|
|
||||||
VD1 |
λ0А1А2А4А5 |
0,2 |
0,01 |
|
52,1 |
|
1.6 |
|
|
1,2 |
0,75 |
|
1 |
|
|
|
|
||||||
VD2 |
λ0А1А2А4А5 |
0,2 |
0,01 |
|
51,9 |
|
1.6 |
|
|
1,2 |
0,75 |
|
1 |
|
|
|
|
||||||
VD3 |
λ0А1А2А4А5 |
0,2 |
0,014 |
|
54,3 |
|
1.6 |
|
|
1,2 |
0,75 |
|
1 |
|
|
|
|
||||||
VD4 |
λ0А1А2А4А5 |
0,2 |
0,014 |
|
53,7 |
|
1.6 |
|
|
1,2 |
0,75 |
|
1 |
|
|
|
|
||||||
VT1 |
λ0А1А2А4А5 |
0,3 |
0,03 |
|
55,8 |
|
0,2 |
|
|
1,2 |
0,7 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|||||
VT2 |
λ0А1А2А4А5 |
0,3 |
0,03 |
|
55,5 |
|
0,15 |
|
1,2 |
0,7 |
|
|
5 |
|
|
|
|
||||||
VT3 |
λ0А1А2А4А5 |
0.3 |
0,15 |
|
51,5 |
|
0,2 |
|
|
1,2 |
0,7 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|||||
VT4 |
λ0А1А2А4А5 |
0.3 |
0,04 |
|
53,1 |
|
0,15 |
|
1,2 |
0,7 |
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||
VT5 |
λ0А1А2А4А5 |
0.3 |
0,05 |
|
60,1 |
|
0,2 |
|
|
1,2 |
0,7 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|||||
VT6 |
λ0А1А2А4А5 |
0.3 |
0,07 |
|
60,9 |
|
0,2 |
|
|
,2 |
0,7 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VT7 |
λ0А1А2А4А5 |
0,4 |
0,10 |
|
93,9 |
|
0,45 |
|
,2 |
0,7 |
|
|
5 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VT8 |
λ0А1А2А4А5 |
0,4 |
0.20 |
|
101,9 |
|
0,75 |
|
,2 |
0,7 |
|
|
5 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плата |
λ0 |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Крепёж |
λ0 |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3,6 |
|
|
|
|
1 |
|
0,5 |
|||||
Пайки |
λ0 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Рис. П |
5.21. Условная схема безотказности печатного узла |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
R1 |
|
|
R2 |
|
|
|
…. |
|
R12 |
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
C3 |
|
|
|
VD1 |
|
|
|
…. |
|
|
|
VD4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. , |
|
|
|
|
|
|
|
|
VT5 |
VT8 |
Пайки (68 |
Крепёжные |
. . . |
|
шт ) |
элементы |
Печатная
плата
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-215- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Рис. П5.22. Фрагмент работы редактора программы по анализубезотказности РЭС
=================================================
Программа анализа показателей безотказности РЭС
=================================================
--------------- Исходные |
данные ----------------- |
Время эксплуатации |
5.000000E+003 |
--------------- Описание |
изделия ---------------- |
Обозначение изделия |
Печ-й узел усилителя |
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
R1 |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
1.000000E-008 |
Поправочный коэффициент |
1.250000E-001 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
Рис. П5.23. Фрагмет файла-отчета программы по анализу безотказности РЭС
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
R2 |
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-216- |
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
Приложение 5 |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
1.000000E-008 |
Поправочный коэффициент |
6.000000E-002 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
--------------- Описание |
элемента |
. |
|
. |
|
. |
|
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
R12 |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
1.000000E-008 |
Поправочный коэффициент |
2.160000E-001 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
C1 |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
8.000000E-007 |
Поправочный коэффициент |
9.000000E-002 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
. |
|
. |
|
. |
|
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
VT4 |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
3.000000E-007 |
Поправочный коэффициент |
1.260000E-001 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
VT6 |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
3.000000E-007 |
Поправочный коэффициент |
8.400000E-001 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
Рис.П5.23. Продолжение
--------------- Описание |
элемента |
|
Обозначение элемента |
VT7 |
|
|
|
|
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-217- |
|
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
|
Приложение 5 |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
4.000000E-007 |
Поправочный коэффициент |
1.890000E+000 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
VT8 |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
4.000000E-007 |
Поправочный коэффициент |
3.150000E+000 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
Печ.плата |
Количество |
1 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
1.000000E-007 |
Поправочный коэффициент |
1.000000E+000 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
Пайка(68 шт.) |
Количество |
68 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
1.000000E-008 |
Поправочный коэффициент |
1.000000E+000 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
--------------- Описание |
элемента |
Обозначение элемента |
Крепеж (8 шт.) |
Количество |
8 |
Нерезервированная структура |
|
Интенсивность отказов |
1.000000E-007 |
Поправочный коэффициент |
1.800000E+000 |
Эксперимент.вероятность |
0.99800000 |
Коэффициент вариации |
1.000000E+000 |
--------------- Результаты расчета |
-------------- |
|
Средняя наработка до |
отказа |
1.296486E+004 |
Коэффициент вариации |
наработки |
1.000000E+000 |
Рис.П5.23. Продолжение
---------------- Таблица вкладов |
---------------- |
|||
: |
обозначение элемента |
: |
p(t) |
: |
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-218- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
-------------------------------------------------
: |
R1 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R2 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R3 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R4 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R5 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R6 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R7 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R8 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R9 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R10 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R11 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
R12 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
C1 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
C2 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
C3 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
VD1 |
: |
0.99980850 |
: |
: |
VD2 |
: |
0.99980850 |
: |
: |
VD3 |
: |
0.99988977 |
: |
: |
VD4 |
: |
0.99980850 |
: |
: |
VT1 |
: |
0.99994125 |
: |
: |
VT2 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
VT3 |
: |
0.99994125 |
: |
: |
VT5 |
: |
0.99994125 |
: |
: |
VT4 |
: |
0.99999000 |
: |
: |
VT6 |
: |
0.99994125 |
: |
: |
VT7 |
: |
0.96358846 |
: |
: |
VT8 |
: |
0.85797581 |
: |
: |
Печ.плата |
: |
0.99999000 |
: |
: |
Пайка(68 шт.) |
: |
0.99999000 |
: |
: |
Крепеж (8 шт.) |
: |
0.99263642 |
: |
=================================================
Рис. П5.23. Окончание
Как видно из результатов анализа (см. рис. П5.23), наименее надежными являются транзисторы VT7, VT8. Это подтверждает правильность сделанного ранее вывода о необходимости применения для их установки металлизированных отверстий.
После моделирования тепловых режимов печатного узла и анализа его безотказности было скорректировано в системе ACCEL размещение ЭРЭ на
ППи продолжено топологическое проектирование печатного узла, а именно:
1.Выравнивались ЭРЭ на печатной плате по определенным точкам привязки.
2.Минимизировались длины связей между элементами.
3.Выполнялась настройка трассировщика.
4.Осуществлялось проектирование топологии печатной пла-
ты.
Впроцессе разработки топологии использовался трассировщик SPEKTRA. На рис. П5.24 приведено размещение ЭРЭ на ПП с электрическими связями, а на рис. П5.25 – результаты машинной разводки односторонней печатной платы.
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-219- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
Рис. П5.24. Эскиз размещения ЭРЭ на ПП с электрическими связями
Рис. П5.25. Эскиз односторонней ПП, полученный трассировщиком SPEKTRA
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-220- |
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 5
После ручной корректировки была получена окончательная топология печатной платы, которая представлена на рис. П5.26.
В завершение разработки топологии проверялась ПП усилителя на соответствие принципиальной схеме [28, с. 111].
Следующим этапом повторно осуществляем проверку проводников цепей питания на допустимое падение напряжения. В соответствии с топологией, приведенной на рис. П5.26, длина проводника цепи +16 В составляет 10 мм, а цепи "земля" – 25 мм. Эти значения меньше заложенных при предварительных расчетах в 10 раз и 4 раза для указанных цепей, соответственно. Следовательно, максимальное падение напряжения не превысит 0,25 %, что является допустимым.
Рис. П5.26. Эскиз печатного рисунка после ручной доводки.
Поскольку все выбранные решения удовлетворяют требованиям ЧТЗ на ПП в процессе проектирования исключаем обратную связь в маршруте АП (см. рис. 1.6). Учитывая, что усилитель относится к низкочастотным и класс точности печатной платы невысок, то не проводим анализа по электромагнитной совместимости, а также не рассматриваем механический режим работы печатного узла, так как в ЧТЗ требования к механическим характеристикам не заданы.
Таким образом, процесс разработки печатного узла можно считать завершенным и можно переходить к следующему этапу – разработке конструкторской документации.
Автоматизация проектирования РЭС. Топологическое проектирование печатных плат. Учебное пособие |
-221- |