Вариант 2

Рассчитаем элементы печатного рисунка.
ПП будет изготавливаться химическим методом. Допустимая плотность тока для такой односторонней печатной платы составляет 20 А/мм2, удельное сопротивление 0,05 Ом·мм2/м.
Определим минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления, мм:

где - максимальный постоянный ток через проводник (определяется из анализа электрической схемы);
- допустимая плотность тока, выбирается в зависимости от метода изготовления ПП;
t – толщина проводника, мм

Определим минимальную ширину проводника исходя из допустимого падения напряжения на нем по формуле:

где p – удельное объемное сопротивление материала;
l – максимальная длина проводника, см;
Uдоп – допустимое падение напряжения, В (определяется из анализа электрической схемы, в данном случае можно ориентироваться на показания вольтметра (50 В), подключенного к выходу усилителя)

Таким образом получаем минимальную ширину проводника 0,07 мм. Но так как для ПП 1-го класса точности это значение равно 0,75 мм, то выберем ширину проводника равную 1 мм.
Определим номинальное значение диаметров монтажных отверстий:

где - максимальный диаметр вывода устанавливаемого элемента, мм;
- нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия (для ПП 1-го класса точности составляет 0,1 мм);
- разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода элемента (выбирается из предела 0,1…0,4 мм).
Для отверстия без металлизации:

Рассчитаем минимальный диаметр контактных площадок:

где - толщина фольги;
- минимальный эффективный диаметр площадки:

где - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки;
и - допуски на расположение отверстий и контактных площадок;
- максимальный диаметр просверленного отверстия, мм:

где - допуск на отверстие.
Используя справочные данные на допуски на расположение отверстий и контактных площадок получаем:




Таким образом получаем, что диаметры отверстий в плате должны составлять не менее 0,9 мм и не более 1,1 мм, а диаметр контактных площадок не менее 2,08 мм. Будем считать что диаметр отверстия 0,9 мм, а диаметр контактной площадки 2,1 мм.

Определение габаритных размеров ПП
Размеры печатных узлов, устанавливаемых в аппаратуру с приенением унифицированных базовых несущих конструкций приведены в ОСТ 4ГО.410.223 и в международных стандартах. В некоторых случаях размеры платы могут отличаться от стандартных и иметь не прямоугольную форму.
Площадь печатной платы можно приблизительно определить по формуле:

где - установочная площадь i-го ЭРИ;
К – коэффициент дезинтеграции (выбирается в пределах 2…5);
n – количество ЭРИ;
- площадь вспомогательных зон, предназначенных для размещения соединителей, направляющих, элементов фиксации и пр.
С учетом площади отдельных ЭРИ из таблицы, получим:

Для такой площади можно выбрать размер платы 160х70 мм.

Трассировка печатной платы
Печатная плата с установленными компонентами будет выглядеть следующим образом:

Рис. 11
Для трассировки печатной платы разбиваем монтажно-коммутационное пространство платы на дискреты рабочего поля. Размер дискрета рабочего поля примем 2,5х2,5 мм.
Результат проведения трассировки по волновому алгоритму изображен на рис. 12 и 13. На рис. 12 вид со стороны РЭК, а на рис. 13 – вид снизу.

Рис. 12


Рис. 13
Результат проведения трассировки по волновому алгоритму изображен на рис. 14 и 15. На рис. 14 вид со стороны РЭК, а на рис. 15 – вид снизу.


Рис. 14


Рис. 15
В случае ПП, разведенной лучевым алгоритмом длины проводников получались более короткими, и имеется меньшее количество участков с параллельно идущими проводниками. А это значит, что уровень наводимых между соседними проводниками помех будет меньше, чем для платы разведенной волновым алгоритмом. Поэтому окончательным вариантом топологии будет ПП с использованием лучевого алгоритма.
Заключение
В рамках данного курсового проекта была смоделирована и разработана печатная плата избирательного усилителя. Были изучены возможности программ схемотехнического и конструкторского проектирования. Был изучен порядок составления задания на моделирование на языке PSpice. Далее было проведено схемотехническое моделирование – рассчитаны временные, частотные характеристики. Были изучены методы трассировки печатных плат.
Была составлена конструкторская документация в виде чертежа печатной платы и сборочного чертежа.
Схема усилителя, составленная и смоделированная в САПР, работает. Сигнал на выходе усиливается.
Список литературы
1. Антипенский Р.В., Фадин А. Г. Схемотехническое проектирование и моделирование радиоэлектронных устройств. – М.:Техносфера, 2007 г.
2. Разевиг В.Д. Применение программ PCAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ. – М.: Радио и связь, 1992 г.
3. Масленников В.В., Сироткин А.П. Избирательные RC-усилители. – М.: Энергия, 1980 г.
4. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоэлектронной аппаратуры. М.: Высшая школа, 1985 г.
5. Марк Е. Хернитер Multisim. Современная система компьютерного моделирования и анализа схем электронных устройств. – М.: ДМК-пресс, 2006 г.
6. Роберт Хайнеман. PSpice. Моделирование работы электронных схем. – М.: ДМК-пресс, 2006 г.
7. Панфилов Д.И. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. – М.: Издательство МЭИ, 2004 г.








26


15