ВВЕДЕНИЕ

Задачей курсового проектирования является развитие и закрепление навыков самостоятельной работы при решении конкретной задачи, освоение методов расчетов и конструирования устройств РЭА.

Цель курсового проекта – научиться пользоваться нормативно-технической документацией при разработке изделия, ознакомление с порядком построения, изложения и оформления конструкторской документации.

Наиболее распространенным способом телефонного пиратства является подключение «пирата» к телефонной линии вне квартиры, например, к распределительной коробке на лестничной площадке или к распределительному шкафу на улице. Как правило, эти коробки и шкафы никак не защищены. Для защиты от такого подключения существует блокиратор телефонных линий (БТЛ), который устанавливается в разрыв телефонной линии на входе в квартиру и запрещает набор номера с любых устройств, включенных до него. Набор с телефонов, включенных после БТЛ остается разрешенным. БТЛ снабжен индикатором «пиратского» набора номера, прост в установке и не требует сетевого питания.

Другим способом подключения к линии является использование радиотелефона. Это способ освоен «пиратами» относительно недавно, но получает все более широкое распространение в силу его простоты и безнаказанности использования. Например, в Москве это уже приняло характер настоящей эпидемии. Радиотелефон состоит из двух частей: базы и трубки. При установлении связи трубка посылает код, который принимается базой и при его совпадении с кодом базы устанавливается связь между базой и трубкой. Таким образом база опознает свою трубку. В настоящее время «пиратами» раскодирован способ обмена кодами для некоторых типов радиотелефонов (Panasonic 9050, 9080, Sanyo, Senao...), причём этот список стремительно пополняется. «Умельцы» встраивают в трубки этих радиотелефонов специальную сканирующую схему, которая непрерывно «слушает» эфир и записывает в память коды, которыми обмениваются трубки с базами при установлении связи. Если «пират» хочет позвонить, то такая модифицированная трубка по очереди начинает передавать в эфир запомненные коды, инициируя связь со свободной в настоящий момент базой. Для базы такая трубка становится как бы своей, и «пират» может звонить куда угодно и сколько угодно. Причём, он может звонить практически с любого места, как с сотового телефона.

Разработано множество устройств защиты от телефонных пиратов. Причем каждая разработка имеет как свои достоинства, так и недостатки.

Разрабатываемое изделие блокирует подключение базового блока (далее ББ) к телефон­ной линии до тех пор, пока с клавиатуры трубки не будет набран четырехзначный код. Кроме того, осуществляется защи­та ББ от "зависаний", которые могут ча­сто возникать при попытках пиратского подключения. Если в течение 30 секунд после снятия трубки правильный код набран не будет, устройство "перезапустит" ББ.

10. 1 РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Разрабатываемое устройство предназначено для за­щиты телефонных радиоудлинителей фирмы SANYO модели CLT-55КМ. Технические требования устройства представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Технические требования устройства.

Параметр	Значение
1. Номинальное напряжение питания	+12 В
2. Температура эксплуатации	10650С
3. Влажность при температуре 25С и атмосферном давлении 86-106 кПа	не более 80 %
4. Атмосферное давление	86-860 (650-860) кПа
5. Наработка на отказ	10-15 тыс. час
6. Интенсивность отказов	10-7-10-9 ч-1

Изделие транспортируется в упаковке любыми видами транспорта без ограничения расстояния. Разработанное изделие предназначено для использования по IV категории условий эксплуатации (закрытые, отапливаемые и вентилируемые помещения). Форму и размеры конструкции определить в процессе проектирования. Устройство выполнить в пластмассовом корпусе. При монтаже использовать печатный и объемный монтаж, органы индикации вывести на лицевую панель. Цвет корпуса – любой. В процессе конструирования использовать интегральную и дискретную элементную базу.

Печатные платы изготовить в безрамочном исполнении и установить в вариант блока, имеющего минимальную массу и оптимальные габаритные размеры. Конструкция изделия должна удовлетворять пользователя без применения специальных мер обеспечения безопасности.

Ориентировочная номенклатура конструкторской документации:

• схема электрическая принципиальная – А2;

• сборочный чертеж ПП – А2;

• сборочный чертеж блока А1

• трассировка печатной платы – А1;

• перечень элементов – А4;

• спецификация – А4;

• таблица соединений - А4.

• пояснительная записка – А4;

11. 2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ, ОЦЕНКА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ

2.1 Сравнительный анализ аналогов

В результате литературного поиска было выявлено несколько устройств, выполняющие аналогичные разрабатываемому устройству функции.

Проведем сравнительный анализ разрабатываемого устройства с кодовым устройством защиты "БАРЬЕР-К"

Устройство изготовлено на базе многоканальной телефонной розетки европейского производства. Имеет два разъема европейского стандарта RJ и один разъем РТ-4 стандарта России.

Исключает:

• возможность подключения “пирата” к Вашей телефонной линии вне Вашей квартиры ( к распределительной коробке на лестничной клетке или к распределительному шкафу на улице)

• выход на междугородную и международную телефонную линию через базу Вашего радиотелефона. Устройство снабжено световым индикатором “пиратского” подключения .

Может использоваться в качестве блокиратора по выходу на междугородние линии.

Существенными недостатками устройства "БАРЬЕР-К" являются отсутствие режима временного отключения защиты (например, если Вам необходимо сделать сразу несколько звонков и неудобно каждый раз набирать код) и необходимость установки значения четырёхзначного пароля переключателями на задней стороне розетки.

Разрабатываемое устройство исключает выход на междугородную и международную телефонную линию через базу радиотелефона, обладает режимом временного отключения защиты, ввод пароля осуществляется с клавиатуры трубки, но имеет в своем составе резистор, включенный последовательно с телефонным аппаратом, т. е. элемент, вносящий определенное ослабление полезных сигналов и ухудшающий качество связи. Полярность включения в телефонную линию значения не имеет.

Таким образом, исключив последовательно соединенный с телефоном резистор, вносящий помехи, из схемы разрабатываемого устройства, можно удовлетворить интересы пользователя.

2.2 Описание работы устройства

После успешного набора кодовой комбинации происходит подключение ББ к телефонной линии и в трубке появляет­ся постоянный гудок — тональный сигнал АТС, предлагающий начать набор номера. Для индикации подключения к телефонной линии служит светодиод НL3 зеленого цвета на корпусе устройст­ва. После окончания разговора и нажа­тии клавиши "ЕND" на трубке устройст­во переходит в дежурный режим, удаляет из памяти набранный код и отключа­ет ББ от телефонной линии.

При поступлении входящего звонка устройство автоматически подключает ББ к телефонной линии на время действия вызывного сигнала. О поступлении входящего звонка сигнализирует свето­диод НL2 желтого цвета свечения. По­сле нажатия на клавишу "ТЕL" ББ оста­ется подключенным к линии до оконча­ния разговора без предварительного набора кодовой последовательности. Таким образом, работа телефона при входящем звонке остается неизменной. Для обеспечения большей защиты работа клавиши "FLASН" (сброс линии) блокируется. При нажатии на эту клави­шу ББ остается подключенным к линии, но сброса не происходит и в трубке бу­дут слышны короткие гудки. На некото­рых линиях блокировка клавиши "FLASН" может не работать.

Для удобства пользования кодовую последовательность можно записать в память телефонной трубки и вызывать ее каждый раз перед набором номера.

Вариант кода определяют перемычки между выходами счетчика DD7 и дио­дами VD3—VD6 и VD11—VD14. После снятия трубки на счетном входе СР DD7 возникает низкий уровень, а при наборе номера или кодовой последовательнос­ти — импульсы, причем число импуль­сов соответствует набираемой цифре. В дежурном режиме на выходе элемента DD1.4 должен быть высокий уровень, а при входящем звонке или снятой трубке — низкий.

Постоянная времени всех интеграто­ров R10-С5, R11-С6, R12-С7, R13-С8 по­стоянна. Они обеспечивают задержку сигнала примерно на 0,35 с. После сброса счетчика DD7 на выходе 0 появляется напряжение высокого уровня, а на всех остальных выходах (1—9) присутствует напряжение низкого уровня. При каждом изменении уровня на входе СР с низкого на высокий логическая единица будет последовательно продвигаться от выхо­да 0 к выходу 9 и далее опять к 0, 1,2. Ин­тегратор на входе элемента DD3.1 отве­чает за первую цифру в последователь­ности, DD3.2 — за вторую, DD3.3 — за третью и DD3.4 — за четвертую.

Предположим, что кодовая после­довательность состоит из цифр 4853. Тогда диод VD11 нужно подключить к выходу 4 счетчика DD7 (вывод 10), диод VD12 — к выходу 2 (вывод 4), диод VD13 — к выходу 7 (вывод 6), а диод VD14 — к выходу 0 (вывод 3). По­сле поднятия трубки высокий уровень будет присутствовать на выходе 0 счет­чика DD7 (вывод 3). Во время набора первой цифры — "4" высокий уровень будет сдвигаться к выходу 4. Через 0,35 с (во время действия межсерийной паузы) на выходе элемента DD3.1 и на выходе триггера DD4.1 возникнет высо­кий уровень, который разрешит про­хождение сигнала на вход триггера DD4.2. После набора второй цифры ("8") на счетчик DD7 поступят восемь тактовых импульсов и высокий уровень будет присутствовать на выходе 2 (вы­вод 4 микросхемы DD7). Еще через 0,35 с на выходе элемента DD3.2 по­явится высокий уровень. Так же вводят­ся и оставшиеся цифры.

Если все цифры набраны правиль­но, на выходе триггера DD4.4 возникнет высокий уровень, который запретит ра­боту счетчику DD7 и через транзистор VТ1 откроет оптоэлектронный ключ DА2. Таким образом телефонный аппа­рат будет подключен к линии.

Диоды VD3—VD6 подключают в произвольной последовательности к свободным выходам счетчика DD7 с ус­ловием, что между двумя выходами DD7, подключенными к системе сброса (DD1.1, DD1.2), обязательно должен быть либо свободный выход, либо вы­ход, подключенный к системе ввода ко­да (DD3.1—DD3.4). Так, если один из диодов VD3—VD6 подключен к выхо­ду 1, то к выходам 0 и 2 подключать сис­тему сброса нельзя. В случае выбран­ной кодовой последовательности систему сброса можно подклю­чить, например, к выходам 1, 3, 5, 8.

В дежурном режиме на выходе эле­мента DD6.3 присутствует низкий уро­вень, реле К1 обесточено и через кон­такты К1.1 питание поступает на базо­вый блок. Если через 30 с после снятия трубки не будет набрана правильная ко­довая последовательность, то на выходе элемента DD6.3 возникнет импульс длительностью 1 с. Реле К1 сработает, и питание ББ будет прервано.

2.3 Оценка элементной базы

В разрабатываемом устройстве применяются микросхемы серии К561, главной особенностью которых является очень малое потребление тока в статическом режиме  0,1...100 мкА. Номинальное напряжение питания микросхем этой серий 9В  5%, однако они сохраняют работоспособность в диапазоне питающих напряжений 3,5...12 В. Применение микросхем серии К561 с широким рабочим диапазоном напряжения питания и малым потреблением энергии обусловлено использованием внутреннего источника питания. Диапазон рабочих температур составляет –45…+85 ˚С.

Виды микросхем :

• К561ИЕ8 – десятичный счетчик-делитель, тип корпуса 238.16-1, вариант установки на печатную плату VIII a.

• К561ЛА7 – 4 логических элемента «2И-НЕ», тип корпуса 201.14-1, вариант установки на печатную плату VIII a;

• К561ЛН2 – 6 логических элементов НЕ с буферным выходом, тип корпуса 201.14-1, вариант установки на печатную плату VIII a;

• К561ТР2 – 4 RS-триггера с третьим состоянием на входе, тип корпуса 238.16-1, вариант установки на печатную плату VIII a.

В электрической схеме используются также микросхемы серии К1561. Отличительная особенность серии К1561 от К561 — наличие буферных элементов на входах и выходах, в результате чего все микросхемы серии имеют примерно одинаковые выходные характеристики. Кроме того, микросхемы КР1561 защищены от перегрузок как по входу, так и по выходу (в выходные цепи добавлены токоограничительные резисторы), но некоторые из элементов данной серии имеют меньший допустимый диапазон питающего напряжения.

Микросхема К1561ЛИ2 – 4 логических элемента И, тип корпуса 201.14-1, вариант установки на печатную плату VIII a.

Микросхема К1157ЕН501А - стабилизатор напряжения с фиксированными выходными напряжениями отрицательной полярности, обладающий следующими преимуществами: имеют встроенную защиту от короткого замыкания, от перегрузок по току и перегрева кристалла, корпус КТ – 26, вариант установки II в.

КР293КП1Б - коммутатор сигналов постоянного и переменного тока с оптоэлектронной развязкой между входом и выходом. По своим электрическим параметрам и функциональным возможностям эти микросхемы во многих областях техники могут заменить электромеханические реле. Данное обстоятельство определило широкое использование в литературе термина "твердотельное реле" для обозначения интегральных схем новой серии коммутационных приборов, напряжение коммутации 230 В, выходное сопротивление 25 Ом, тип корпуса 236.6-1, вариант установки на печатную плату VIII a.

Используемые резисторы МЛТ – температуростойкие, предназначены для работы в цепях с большими токами. В схеме используются резисторы с номиналами мощностей: 0,125 Вт.

Предельные эксплуатационные данные:

-наработка на отказ, ч 25000;

-диапазон рабочих температур, ⁰ С 60...+70;

-срок сохраняемости, лет 15;

-вариант установки II а.

В электрической схеме используются несколько видов конденсаторов, далее приведена их характеристика.

Конденсаторы серии К50 - алюминиево-оксидно-электролитические конденсаторы общего назначения. Характеризуются очень большой удельной емкостью, большими потерями, значительными токами утечки. Применяются в шунтирующих и фильтровых цепях, для накопления энергии в импульсных устройствах. Эти конденсаторы работают в диапазоне температур от -60 до +125 ⁰ С. Вариант установки конденсаторов на печатной плате II а. Используются конденсаторы К50-6.

К10-23 – конденсатор предназначен для работы в цепях постоянного, пере­менного и пульсирующего тока, вариант установки II a.

КМ4-А – конденсатор керамический используется в сигнальных цепях РЭА, вариант установки II а.

Элементы типа КС156А, 2С524А, 2С536А - стабилитроны кремниевые сплавные; выполняются в металлическом герметичном корпусе с гибкими выводами. Предельные эксплуатационные данные:

- диапазон рабочих температур, ⁰ С 60...+125;

- масса, не более, г 1;

- максимальная рассеиваемая мощность

при температуре 55...+100⁰ С, мВт 300.

Вариант установки стабилитрона на ПП – II а, ОСТ4.010.030-81.

КД522А – кремниевые эпитаксиально-планарные импульсные диоды. Температурный диапазон от –55 до +85 С. Масса не более 0,15 г. Вариант установки на печатную плату II а.

Предельные эксплуатационные данные:

• постоянное обратное напряжение, В 30;

• импульсное обратное напряжение, В 40;

• средний прямой ток, мА 50;

• импульсный прямой ток, мА 850;

• температура перехода, ºС 125.

Д9Б – германиевый точечный диод. Температурный диапазон от –60 до +70 С. Вариант установки на печатную плату II а.

Предельные эксплуатационные данные:

• постоянное обратное напряжение, В 10;

• импульсный прямой ток, мА 125;

• средний прямой ток, мА 40.

КД105Б – диффузионный кремниевый диод. Температурный диапазон от –55 до +85 С. Вариант установки на печатную плату II а.

Предельные эксплуатационные данные:

• постоянное обратное напряжение, В 400;

• импульсный прямой ток, мА 1500;

• средний прямой ток, мА 300.

Транзисторы КТ315А и КТ361Б являются кремниевыми транзисторами малой мощности, выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Выполнены по технологии p-n-p. Применяются в усилителях гетеродинов и преобразователей в телевизионных и радиовещательных приемниках. Вариант установки II в. Предельные эксплуатационные данные транзистора КТ315А:

- постоянная рассеиваемая мощность коллектора

при температуре 30⁰ С, мВт 300;

при температуре 85⁰ С, мВт 162,5.

Предельные эксплуатационные данные транзистора КТ361А:

- постоянная рассеиваемая мощность коллектора

при температуре 35⁰ С, мВт 150;

при температуре 100⁰ С, мВт 30.

Реле РЭС – 55А является брызгозащищенным, одностабильным, двухпозиционным, герконовым. Обеспечивает коммутацию цепей постоянного и переменного тока напряжением 220 В, частотой до 10 кГц, с напряжением срабатывания 9 В. Предельные эксплуатационные данные:

-наработка на отказ, тыс. вкл. 10⁶;

-сопротивление обмотки, Ом 552 ..780;

-рабочее напряжение, В 6,2 ..7,6;

-ток срабатывания, мА 20;

-ток отпускания, мА 4;

-масса, г 36.

Реле устанавливается на ПП по варианту IX b, ОСТ4.010.030-81.

Световая индикация обеспечивается арсенидогаллиевым светодиодом АЛ307А. Его характеристики:

- сила света, кдм 0,15;

- цвет красный;

- длина волны, мкм 0,666;

- постоянное прямое напряжение, В 2.

Анализируя условия эксплуатации и технические условия на использование элементной базы, можно сделать вывод, что устройство можно эксплуатировать в диапазоне рабочих температур -25...+65 ⁰ С, при влажности - не более 98% и при атмосферном давлении - не более 104 кПа. Все используемые элементы соответствуют заданным в техническом задании условиям эксплуатации и режимам работы.

3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ РЭУ

3.1 Предварительная разработка конструкции устройства

При разработке конструкции устройства были учтены технические требования, заданные на разработку изделия “Против телефонных пиратов”. Объем устройства должен быть минимальным, а коэффициент заполнения - максимальным. Конструкция должна обладать достаточной механической прочностью, иметь защиту от дестабилизирующих факторов, а также обеспечивать удобство ремонта и эксплуатации РЭА.

Исходя из этого, предполагается, что устройство будет представлять собой блок, имеющий форму параллелепипеда, состоящий из основания и верхней крышки. К основанию с помощью втулок и винтов крепится печатная плата. На ПП размещаются основные элементы печатного монтажа. Индикаторы крепятся на лицевую панель.

1. 3.2 Расчет объемно-компоновочных характеристик устройства

Ниже проведен расчет суммарной установочной площади элементов, размещаемых на печатной плате.

Таблица 2 - Расчет общей площади элементов

Элементы	Установочная площадь одного ЭРЭ, мм2	Количество элементов
Диоды: КД522Б КД105Б Д9Б Стабилитроны: 2С536А КС156А 2С524А Конденсаторы: К10-23-0,01мкФ. К50-6-1мкФ. К50-6-200мкФ. КМ4-А.- 0,1 мкФ КМ6-Б-0,22мкФ. К50-6-47мкФ. КМ4-А -0,033мкФ. Микросхемы: КР293КП1Б КР1157ЕН501А К561ЛН2 К561ЛА7 К561ИЕ8 К1561ЛИ2 К561ТР2 Светодиод: АЛ307Б Резистор: МЛТ-0,125 Транзисторы: КТ361Б КТ315Б Реле: РЭС55А	23,75 92,75 52,5 175 175 175 40,5 33,2 214 45 72 95 45 75 70 146,25 146,25 165 146,25 165 15,7 22 43,2 43,2 310,2	20 2 1 2 2 2 1 1 2 1 1 7 1 1 1 1 2 1 2 1 3 30 2 1 1

С учетом рекомендуемого значения коэффициента заполнения площади ПП для бытовой РЭА, равного 0,6, получим значение площади ПП:

S_ПП = S₁/0.6 = 4987/0.6 = 8312 мм². (1)

Рассмотрено несколько вариантов соотношения сторон ПП и был выбран следующий: 100  150 мм по ГОСТ 10317-79.

Установочный объем ПП V_уст определяют, исходя из max с учетом монтажа размеров по ширине, длине и высоте (с коэффициентом запаса 1,5):

V_уст = 1,5 S_ПП Н = 230658 мм³ (2)

где Н – высота самого высокого ЭРЭ (Н = 18,5 мм – высота конденсатора К50-6).

Для определения оптимального варианта расположения составных частей устройства был проведен объемно-компоновочный расчет для двух вариантов компоновки. При выборе рациональной компоновки блока использовались три параметра:

- приведенная площадь наружной поверхности

- коэффициент приведенных площадей

- коэффициент заполнения объема

Рассмотрим первый вариант компоновки, приведенный на рисунке 1. Его габариты 160х110х40 мм.

Рисунок 1 – первый вариант компоновки блока

Объем блока:

мм³.

Приведенная площадь наружной поверхности:

мм^-1. (3)

Коэффициент приведенных площадей:

(4)

где - приведенная площадь шара, мм²

Приведенная площадь шара:

(5)

где d₁ - диаметр шара описанного около корпуса, мм.

мм. (6)

Коэффициент приведенных площадей:

.

Коэффициент заполнения объема:

(7)

Рассмотрим второй вариант компоновки (рисунок 2). Его габаритные размеры 160х110х27 мм. Рассчитаем аналогичные параметры второго варианта блока.

Объем блока:

мм³

Приведенная площадь наружной поверхности:

мм^-1.

Рисунок 2 – второй вариант компоновки блока

Коэффициент приведенных площадей:

где - приведенная площадь шара, мм²

Приведенная площадь шара:

где d₂ - диаметр шара описанного около корпуса, мм.

мм.

Коэффициент приведенных площадей:

Коэффициент заполнения объема:

.

, следовательно, первый блок оптимальный по площади наружной поверхности, но тем не менее выбор первого блока менее предпочтителен исходя из коэффициента заполнения объема. Таким образом выбираем второй вариант компоновки блока.

3.3 Расчет геометрических параметров элементов конструкции печатной платы.

Для соединения радиоэлементов электрической схемы между собой, в качестве базовой несущей конструкции выбираем двустороннюю печатную плату изготовленную комбинированным позитивным методом по полуаддитивной технологии. Учитывая, что при проектировании ПП используются ИС, а также высокий уровень насыщенности ПП навесными элементами по ГОСТ 23751-86 выбираем четвертый класс точности.

В соответствии с тем, что максимальный диаметр выводов навесных элементов, размещенных на плате, равен 1,2 мм (реле К1), то выбираем толщину платы равной 1,5 мм.

В качестве материала проектируемой ДПП выбираем стеклотекстолит нагревостойкий высшего сорта, толщиной 1,5 мм. облицованный с двух сторон медной оксидной фольгой, толщиной 50 мкм. СФ-2Н-50Г-1,5в.с. ГОСТ 10316-78.

В соответствии с ГОСТ 10317-79 выбираем размеры ПП 130  170 мм.

Основные конструктивные параметры печатной платы:

1) расчетная толщина платы Н_р=1,5 мм;

2) толщина фольги h=0.05 мм;

3) диаметры выводов радиоэлементов: D_выв1=0,5 мм, D_выв2=0,6 мм, D_выв3=0,8 мм, D_выв4=0.9 мм, D_выв5=1,1 мм, D_выв6=1,2 мм

4) максимальный постоянный ток потребляемый схемой I_и.max= 0,12 А;

6) напряжение питания схемы U_п=12 В;

8) допустимая плотность тока J_доп=38 А/мм²;

9) наибольшая длина проводника l=0,15 м;

Таблица 3 - Основные конструктивные параметры печатных плат для четвертого класса точности по ГОСТ 23751-86

Параметры	Класс точности - 4
Минимальное значение номинальной ширины проводника t, мм	0,15
Номинальное расстояние между проводниками S, мм	0,15
Гарантийный поясок, bм, на наружном слое, мм	0,05
Гарантийный поясок, b, на внутреннем слое, мм	0,03
Отношение диаметра отверстия к толщине платы	0,33
Допуск на отверстия d, мм без металлизации   1мм 1 мм	+0,05 0,1
Допуск на отверстия d, мм с металлизацией   1мм 1 мм	+0,05:-0,1 +0,1:-0,15
Допуск на ширину проводника без покрытия t,мм	0,03
Допуск на расположение отверстий d, мм	0,05
Допуск на расположение контактной площадки p, мм	0,15
Допуск на расположение проводников l, мм	0,03
Допуск на подтравливание диэлектрика dтр, мм	0,03

3.3.1 Расчёт по постоянному и переменному току.

Расчет ширины проводников.

1) Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

% ; (8)

мм

2) Определим минимальную допустимую ширину проводников исходя из допустимого падения напряжения.

; (9)

где  - удельное объемное сопротивление проводника, Ом ^. мм²/м.

Допустимое падение напряжения на проводниках не должно превышать 5% от питающего напряжения. Определяем допустимое падение напряжения на проводниках схемы:

В. (10)

мм

Для стабильной работы печатных проводников их ширина должна быть больше или равна b_min1 и , поэтому принимаем ширину проводников питания и заземления равную b = 0,15 мм в соответствии с ГОСТ 23751-86.

3.3.2 Конструктивно-технологический расчёт

1) Определяем минимальный диаметр монтажных отверстий для всех видов выводов электрорадиоэлементов:

(14)

где з – величина зазора, мм;

=0,5-0,6 мм;

=0,7-0,9 мм;

=1,1 мм;

мм,

мм,

мм.

С учетом на биение сверла:

(15)

где D_св – диаметр сверла,

D – коэффициент радиального биения сверла.

мм (принимаем из ряда предпочтительных размеров )

мм, (принимаем из ряда предпочтительных размеров )

мм.

2) Определяем минимальный диаметр металлизированного переходного отверстия.

Для максимального уплотнения монтажа диаметр переходных отверстий выбирается наименьшим, но в связи ограниченной рассеивающей способностью электролитов при гальванической металлизации необходимо выдерживать предельное соотношение между минимальным диаметром металлизированного отверстия и толщиной платы:

мм, (16)

где H_р - расчетная толщина платы, мм;

- коэффициент зависящий от состава электролита.

Рассчитанный диаметр отверстия выбираем из предпочтительного ряда и принимаем равным 0,8 мм.

3) Определяем диаметры контактных площадок металлизированных отверстий.

Эффективный минимальный диаметр контактных площадок для всех видов отверстий:

(17)

где b_м - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки (гарантийный поясок ), мм;

, - допуски на расположение отверстий и контактных площадок, мм.

мм,

мм,

мм.

Минимальный диаметр контактных площадок для всех видов отверстий, при покрытии олово-свинец:

(18)

где h_r - толщина фольги, мм.

мм,

мм,

мм.

Максимальный диаметр контактных площадок для всех видов отверстий:

(19)

мм,

мм,

мм.

В соответствии с полученными диаметры контактных площадок составляют соответственно 1,6, 2,0 и 2,3 мм.

1. Таблица 4 - Диаметры отверстий и контактных площадок

Двыв, мм.	, мм.	, мм
0,5-0,6	0,6	0,8	1,6
0,7-0,9	0,9	1,0	2,0
1,1	1,2	1,3	2,3

4) Определяем минимальную ширину сигнальных проводников:

мм, (20)

где t - допуск на ширину проводника, мм;

t_min1 - минимальная эффективная ширина проводника, мм.

При формировании проводников на фольгированном диэлектрике их минимально допустимая в производстве ширина определяется, прежде всего, адгезионными свойствами материала основания и гальваностойкостью оксидированного слоя фольги, так как браком является даже частичное отслаивание проводника от основания диэлектрика. Поэтому минимальную эффективную ширину проводника (t_min1) выбирают в соответствии с классом точности и способом изготовления печатных плат по ГОСТ 23751-86.

Максимальная ширина сигнального проводника:

мм. (21)

Округляем максимальную ширину сигнального проводника в соответствии с рядом нормальных размеров до значения равного: t_max=0.3 мм.

5) Определяем минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка. Минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактной площадкой первого типа , мм:

(22)

где - расстояние между центрами рассматриваемых элементов, мм;

- допуск на расположение проводников, мм.

мм.

Минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактной площадкой второго типа, мм:

мм.

Минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактной площадкой третьего типа, мм:

мм.

Минимальное расстояние между двумя проводниками:

(23)

мм.

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками первого типа:

мм.

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками второго типа:

мм.

Минимальное расстояние между проводником питания и сигнальным проводником:

мм. (24)

Таким образом, проведенный расчет элементов проводящего рисунка позволяет выполнить трассировку ПП.

3.4 Расчет электрических параметров ПП

Расчет электрических параметров печатной платы для разрабатываемого устройства проводить нет необходимости, так как устройство против телефонных пиратов работает на низких частотах. Поэтому влияние паразитной емкости и взаимной индуктивности будет несущественным.