курсовой проект / ЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК ВИТКОВ / расчет(мой)

4 КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЕТЫ

4.1 Расчет печатного монтажа

Базовой несущей конструкцией, предназначенной для соединения радиоэлементов электрической схемы проектируемого устройства между собой является двухсторонняя печатная. Учитывая использование при проектировании печатной платы интегральных схем, а также высокий уровень насыщенности печатной платы навесными элементами по ГОСТ 23751-86 выбираем четвертый класс точности.

Так как максимальный диаметр выводов навесных элементов, размещаемых на плате, равен 1,1 мм, выбираем толщину платы равной 1,5 мм.

Для конструкции модуля используются двусторонние печатные платы, изготовленные комбинированным позитивным методом. Материал изготовления печатной платы - стеклотекстолит фольгированный СФ-2Н-50Г-1,5 ГОСТ 10317-79.

Толщина фольги h_ф=0,05 мм, максимальная плотность тока j=38 А/мм², допустимое падение напряжения должно составлять не более 5% от напряжения питания U_д=0,05·5=0,25 В, удельное сопротивление меди =0,0175 мкОм/мм².

Для рациональной компоновки проведем расчет элементов конструкции печатной платы в соответствии с ГОСТ 23751-86.

Основные конструктивные параметры печатных плат для четвертого класса точности (ГОСТ 23751-86):

• минимальное значение ном. ширины проводника t_min1, мм 0,15;

• номинальное расстояние между проводниками S, мм 0,15;

• допуск на ширину проводника с покрытием Dt, мм ±0,05;

• допуск на ширину проводника без покрытия Dt, мм ±0,03;

• допуск на расположение отверстий d_d, мм 0,05;

• допуск на расположение контактных площадок d_p, мм 0,15;

• допуск на отверстие при его диаметре £1 мм Dd, мм ;

• допуск на расположение проводников на ДПП d₁, мм 0,03.

При проведении расчета будут использованы коэффициенты, допуски, параметры, которые соответствуют четвертому классу точности изготовления двусторонних печатных плат по ГОСТ 23751-86.

Расчет по постоянному и переменному току. Минимальная ширина печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

где I_max – максимально допустимый ток, протекающий в проводнике, А;

i_доп – допустимая плотность тока, А/мм²;

h – толщина проводника, мм.

Минимальная ширина проводника, исходя из допустимого падения напряжения на нем:

где  – удельное сопротивление, Оммм²/м;

l – длина проводника, м;

U_доп – допустимое падение напряжения, В;

мм.

Определяем диаметры монтажных отверстий:

где D_выв – максимальный диаметр вывода ЭРЭ, устанавливаемого на

печатную плату, мм;

Dз – величина зазора, принимаем Dз = 0,2 мм.

Вычисляем по этой формуле значения диаметров монтажных отверстий для всех элементов схемы:

D_МС1 = 0,5 + 0, = 0,7 мм;

D_МС2 = 0,59 + 0,2 = 0,79 мм;

D_VT= 0,95 + 0,2 =1,15 мм;

D_R = 0,6 + 0,2 = 0,8 мм;

D_С= 0,7 + 0,2 = 0,9 мм;

Объединяем диаметры отверстий в две группы: 0,7 мм, 0,79 мм и 0,8 мм примем 0,8 мм; 0,9 мм и 1,15 мм примем 1,15 мм.

Определим диаметр контактных площадок.

Минимальный диаметр контактных площадок для ДПП вычисляется:

_,

где D_min – минимальный размер контактной площадки, определяется диаметром вписанной окружности, обеспечивающей гарантированный поясок фольги вокруг отверстия;

h_Г – толщина гальванической меди, h_Г = 0,05 мм;

h_P – толщина металлорезиста, h_P=0,015 мм.

D_1min – минимально допустимый диаметр контактной площадки, который зависит от максимального диаметра отверстия после сверления от заданной ширины гарантированного пояска фольги В_М, максимальных по значению допусков центров отверстий и центра контактной площадки σ_КП, σ_отв...

где B_M – расстояние от края отверстия до края контактной площадки, зависит от класса точности, B_M =0,05 мм;

D_0max – максимальный диаметр просверленного отверстия.

σ_отв. = 0,05;

σ_КП = 0,15;

где ∆D – погрешность диметра сверла отверстия, обусловленная биением сверла и качеством заточки, ∆D = 0,025 мм;

D_св. – диаметр сверла, мм.

С учетом толщины металлизации отверстия, диметр сверла:

где D_отв. – номинальное значение металлизированного отверстия;

Максимальный диаметр контактной площадки:

D_max1=1,42+0,05=1,47 мм;

D_max2=1,8+0,05=1,85 мм.

Определяем ширину проводников.

Минимальная ширина проводников на ДПП определяется выражением:

где d_1min – выбираем из таблицы в соответствии с классом точности, для 4 класса точности d_1min = 0,15 мм;

Δt – допуск на ширину проводников, Δt = ±0,05.

Максимальная ширина проводников на ДПП определяется:

Определим минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка.

^{Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой определяется по формуле:}

^{где l}_э ^{– минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка, l}_э ^{= 1,25;}

^D_max ^{– максимальный диаметр контактной площадки;}

^σ_d ^{– погрешность расположения проводника относительно координатной сетки, σ}_d ^{= 0,03.}

^{Минимальное расстояние между двумя контактными площадками:}

^{Для двух близко расположенных отверстий l}_э ^{= 2,5.}

^{Минимальное расстояние между двумя проводниками:}

Таким образом, анализируя формулы ()-(), был сделан вывод, о том, что минимальное расстояние между сигнальным проводником и контактными площадками диаметром 1,85 должно составлять не менее 2,5 мм, а для контактных площадок диаметром 1,47 - не менее 1,25 мм.