курсовой проект / ЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК ВИТКОВ / расчет геометрических параметров элементов конструкции печатной платы

4.2 Расчет геометрических параметров элементов конструкции печатной платы

1) Расчет ширины проводников.

Проводники рассчитываются по постоянному току. Ширина проводника цепи питания и заземления определяется следующим выражением [1]:

мм; (15)

Определим минимально допустимую ширину проводников исходя из допустимого падения напряжения [1]:

мм (16)

где l - длина самого длинного проводника, мм.

Минимальная ширина проводника, которую можно получить при использовании комбинированной позитивной технологии равна 0,15 мм, что превышает значения b_min2. Поэтому принимаем минимальную ширину проводника равной 0,15 мм.

2) Расчет диаметров контактных площадок монтажных отверстий.

В устройстве применяются элементы со следующими диаметрами выводов: 0,5 (микросхемы); 0,6 (резисторы и конденсаторы); а также транзисторы с выводами имеющими прямоугольную форму, размером 0,95х0,2.

Необходимо провести расчет минимального размера контактных площадок.

Для выводов диаметром d_выв=0,5 мм:

Диаметр отверстия [1]:

мм; (17)

где - зазор (0,1...0,15);

Диаметр сверла составил [1]:

мм; (18)

где D_св - диаметр сверла, мм.

Максимальный диаметр просверленного отверстия [1]:

мм; (19)

где - погрешность, обусловленная биением и заточкой сверла (0,02...0,03).

Минимальный диаметр контактной площадки [1]:

мм; (20)

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

и - допуски на расположения отверстия и контактной площадки, мм.

Максимальный диаметр контактной площадки [1]:

мм. (21)

По аналогичным расчетам для остальных диаметров были получены значения, приведенные в таблице 1.

Таблица 3 – Рассчитанные значения контактных площадок

Dвыв, мм	DOmin, мм	DOmax, мм	Dmin, мм	Dmax, мм
0,6	0,7	0,82	1,3	1,32
0,95	1,05	1,17	1,67	1,69

Диаметр переходных отверстий составил [1]:

Д_{М min}Н_рас^.v=1,5^.0,33=0,495 мм, (22)

где Н_рас - расчетная толщина платы;

v - отношение диаметра отверстия к толщине платы.

Рассчитанный диаметр был выбран из стандартного ряда и составил Д_Мmin=0,6 мм.

3) Определение ширины сигнального проводника

Минимальная ширина проводника для ДПП [1]:

мм; (23)

Максимальная ширина проводника [1]:

мм; (24)

где t_1min - минимальная эффективная ширина проводника, мм.

- допуск на ширину проводника, мм.

t_max - максимальная ширина проводника, мм.

4) Определение минимального расстояния между элементами проводящего рисунка

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадки диаметром 1,69 мм [1]:

(25)

где L_Э - расстояние между центрами рассматриваемых элементов;

δ_L – допуск на расположение проводника;

δ_р – допуск на расположение контактной площадки.

Для диаметра 1,32:

(26)

Для диаметра 1,24:

(27)

Таким образом, анализируя формулы (30)-(32), был сделан вывод, о том, что минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактными площадками диаметром 1,69 должно составлять не менее 2,5 мм, а для контактных площадок диаметром 1,32 и 1,24 - не менее 1,25 мм.

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками с диаметрами 1,69 мм [1]:

мм (28)

Это накладывает требования на минимальное расстояние между двумя контактными площадками с диаметрами 1,69 мм, составляющее таким образом, не менее 2,5 мм.

Минимальное расстояние между двумя проводниками [1]:

мм (29)

Исходя из формулы (34) сигнальные проводники можно приблизить не более чем на 1,25 мм.

4.3 Расчет электрических параметров печатной платы

Емкость между проводниками при их параллельном взаимном расположении:

, (36)

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

l =52,5 мм – длина близко расположенных проводников;

а=2,5 мм – расстояние между проводниками;

b=0,3 мм – ширина проводника;

h=0,05 мм – толщина фольги.

пФ (37)

При других вариантах значение емкости меньше полученного.

Собственная индуктивность параллельных проводников:

, (38)

мкГн; (39)

мкГн. (40)

Взаимоиндуктивность проводников рассчитывается при условии

; (41)

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

b₂=0,3мм – ширина второго проводника;

а=2,5мм – расстояние между проводниками.

Получили что мм, а длина проводников 52,5 мм. Так как l не намного больше рассчитанного значения, условие не выполняется. Взаимоиндуктивность не влияет на проводники.