4) Определение минимального расстояния между элементами проводящего рисунка.

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

(32)

где Lэ – расстояние между центрами рассматриваемых элементов, мм;

р – допуск на расположение контактных площадок, мм;

l - допуск на расположение проводника, мм.

Результаты расчетов приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Расчет минимального расстояния между проводником

и контактной площадкой

Lэ, мм	tmax, мм	Dmax, мм	S1min, мм
2,5	0,3	1,6	1,17
		2	1,37
2,5	1	1,6	0,82
		2	1,02

Минимальное расстояние между двумя проводниками:

S2min=Lэ – (tmax1/2+ tmax2/2+ 2l) = Lэ – (tmax1/2+ tmax2/2+ 0,06). (33)

Результаты расчетов приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Расчет минимального расстояния между двумя проводниками

Lэ, мм	tmax1, мм	tmax2, мм	S1min, мм
1,25	0,3	0,3	0,89
1,25	1	1	0,19
2,5	0,3	1	0,54

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:

S3min=Lэ – (Dmax + 2р) = Lэ – (Dmax + 0,3). (34)

Результаты расчетов приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Расчет минимального расстояния между

двумя контактными площадками

Lэ, мм	Dmax, мм	S1min, мм
2,5	1,6	0,6
2,5	2	0,2

При комбинированном позитивном способе изготовления печатной платы зазор между проводником и контактной площадкой должен быть не менее 0,15 мм. Так как в результате расчета получили, что расстояния между элементами проводящего рисунка больше минимально допустимых, параметры печатного монтажа отвечают требованиям, предъявляемым к печатным платам четвертого класса точности изготовления.

3.4 Расчет электрических параметров

Рассмотрим случай двух параллельных проводников.

Емкость проводников определяется по следующей формуле:

, (35)

где εr=8,85 пФ/м – диэлектрическая проницаемость среды;

l =60 мм – длина близко расположенных проводников;

а=1,25 мм – расстояние между проводниками;

b=0,3 мм – ширина проводника;

h=0,05 мм – толщина фольги.

пФ

При других вариантах значение емкости меньше полученного.

Индуктивность между проводниками:

(36)

мкГн.

Собственная индуктивность параллельных проводников:

, (37)

мкГн, мкГн.

Взаимоиндуктивность двух параллельных проводников (потенциального и сигнального проводников) рассчитывается при условии:

; (38)

где b1 = 0,3мм – ширина первого проводника;

b2 = 1 мм – ширина второго проводника;

а = 1,25 мм – расстояние между проводниками,

l = 40 мм – расстояние на котором рассматриваемые проводники параллельны.

10(0,3 + 1 + 1,25) = 25,5 мм

Так как l ненамного больше рассчитанного значения (25,5 мм), то есть условие не выполняется, то взаимоиндуктивность не влияет на проводники. Кроме того получили, что значения индуктивности и емкости между проводниками невелики. Поэтому влияние помех незначительно [16].

3.5 Выбор способа обеспечения нормального теплового режима устройства

Модуль электронной аппаратуры второго уровня и выше, например блок, представляет собой сложную систему тел с множеством внутренних источников теплоты. Поэтому при расчете тепловых режимов модулей используют приблизительные методы анализа и расчета.

Ц

Рисунок 2 – График тепловой нагрузки блоков различной конструкции

елью расчета является определение нагретой зоны модуля и среды вблизи поверхности ЭРЭ [20].

Конструкцию РЭА заменяем ее физической тепловой моделью, в которой нагретая зона представляется в виде параллелепипеда, имеющего среднеповерхностную температуру to и рассеиваемую тепловую мощность Ро. В зависимости от ориентации модулей 1-го уровня различают три группы конструкций по характеру теплообмена в них. На рисунке 2 приведены зависимости между перепадом температур tk и выделяемой тепловой мощностью для блоков различного расположения.

Определим условную поверхность нагретой зоны Sз, м2 для воздушного

охлаждения:

Sз=2(AB+(A+B)HКз.о), (39)

где Кз.о - коэффициент заполнения объема (Кз.о =0,3);

A, B, H - геометрические размеры блока, м.

A=0,130 м; B=0,090 м; H=0,04 м.

Условная поверхность нагретой зоны:

Sз = 2(0,1150,075+(0,115+0,75)0,040,3) = 0,038 м2

Удельная мощность нагретой зоны определяется как количество теплоты, рассеиваемое с единицы площади:

(40)

где Q - мощность, рассеиваемая блоком, Вт.

Мощность, рассеиваемая блоком, вычисляется по формуле:

Q = ImaxU, (41)

где Imax=15 мкА - максимальный потребляемый ток для цепи питания;

U=3,5 В- напряжение питания.

Q=0,0000153,5=0,0000525 Вт;

.

Температура зоны не должна достигать максимального значения рабочей температуры элементов. Если устройство работает в не перегруженном режиме, тогда температура зоны должна быть меньше или равна 60 0С.Максимальная температура окружающей среды, при которой устройство должно функционировать равна 40 0С. Тогда перепад температур tk будет определяться по формуле:

tk =Тз-Тс = 60-40 = 20 0С (42)

Способ вентиляции разрабатываемого устройства, можно определить по графику тепловой нагрузки блоков различной конструкции (рисунок 2). Учитывая, что в проектируемом блоке модули расположены горизонтально, получим, что прибор относится к зоне 1. Следовательно, прибор не нуждается в вентиляции и не требует установки теплоотводящей шины радиатора, так как в схеме устройства отсутствуют теплонагруженные элементы.

По результатам расчета можно сделать вывод, что разрабатываемая конструкция блока обеспечивает нормальный тепловой режим работы без вентиляции воздуха, то есть отпадает необходимость использования специальных методов охлаждения.