Автоматизированное проектирование аналоговых устройств

Для расчета общей площади, занимаемой на плате ЭРЭ на плате, составляем таблицу 4.3 в которую вносим габаритные размеры ЭРЭ, число элементов каждого вида.Таблица 4.3Тип элементаКоличествошт.Площадь одногоэлемента, мм2Общая площадьпод элементами, мм21234МикросхемаLM358216·10 = 160320КонденсаторыК71-685·5=25200РезисторыС2-23-0.25815·5 = 75600Разъем питания116·10 = 160160Итого1280Площадь печатной платы равна:По данным ГОСТ 10317-79 размеры печатаных плат должны быть кратны 5.Выбираем размеры печатной платы.Рассчитываем реальный коэффициент заполнения извыраения (4.5):Где, – выбранные длина и ширина печатной платы.Определяем диаметры монтажных отверстий. В случаекогда диаметр вывода будет менее или равен 0.8 мм, тогда зазор между краем отверстия и диаметром вывода, должен быть равен 0.2 мм (Δ = 0.2 мм). При Δ = 0.3 мм, Δ = 0.4 мм, если ЭРЭ устанавливается на плату автоматизировано.Где, – диаметр монтажного отверстия, мм; – диаметр вывода ЭРЭ, мм; – зазор между выводами и краем отверстия, для захода припоя.По справочным данным [11] принимаем: при , при При автоматизированной установке ЭРЭ на плату, Δ = 0.4 мм.Диаметры просверливаемых на плате отверстий заносим в таблицу 4.4Таблица 4.4Вид ЭРЭКол-воЭРЭ, штКол-воотверстий,штДиаметрвывода, ммДиаметрмонтажн.отверстий,ммВыбранныйдиаметр123456МикросхемаLM3582140.40.60.8КонденсаторыК71-68160.50.70.8РезисторыС2-23-0.258160.60.80.8Разъем питания121.82.12.1Диаметры контактных площадок находимизвыражения (4.7):Где, – радиальная ширина контактной площадки, мм; – максимальное отклонение диаметра монтажного отверстия, мм; – величина позиционного допуска расположения осей отверстий, мм; – величина позиционного допуска расположения центров контактных площадок, мм; – ширина гарантийного пояска между краем отверстия и краем контактной площадки.По данным ГОСТ 23751-86 для третьего класса точности производства печатных плат ширина гарантийного пояска контактной площадки составит – 0.10 мм.Определяем диаметры контактных площадок извыражения (4.7) при диаметре отверстий Ø 0.8 мм:Определяем диаметры контактных площадок при диаметре отверстий Ø 2.1 мм:Минимальное расстояние между центрами двух соседних отверстий для прокладки требуемого количества проводников определяемизвыражения (4.8):Где, – диаметры монтажных отверстий, между которыми производится прокладка проводников, мм: – количество проводников; – наибольшее отклонение ширины печатного проводника, мм; – величина позиционного допуска, мм.Разработка трассировки печатной платыДля разводки печатной платы используем систему автоматизированного проектирования электронных средств Proteus 8. Создадим в ProteusSchematicCaptureпринципиальную схему ARC-фильтра и предусмотрим в ней разъем для питанияфильтра J1. Принципиальная схема фильтра в Proteusпоказана на рис.4.1.На принципиальной схеме, каждая микросхема LM358 состоит из двух ОУ, представляющих секции микросхемы Aи B.Рисунок 4.1 – Подготовка схемы устройства к передаче в ProteusAresДалее передаем схему фильтра в встроенный в Proteusредактор печатных плат ProteusAresи выполним расстановку компонентов. Используя встроенный автоматический трассировщик печатных плат выполним ее разводку. На рис.4.2, рис.4.3 показана разведенная в ProteusAresпечатная плата фильтра, размер печатной платы 50x50.Рисунок 4.2 – Разведенная печатная плата, вид сверхуРисунок 4.3 – Разведенная печатная плата, вид снизу Печатная плата устройства приведена в приложении ВСписок использованных источников1 Воробьев, Н.И. Проектирование электронных устройств: учебное пособие для вузов / Н.И.Воробьев. – М.: Высш. шк., 1989. – 223 с. 2Зааль Р. Справочник по расчету фильтров: Пер. с нем./ Под ред. Н.Н. Слепова. – М.: Радио и связь, 1983. – 751 с. 3 Инженерная и компьютерная графика: Учеб. для вузов/ Под ред. Э.Т. Романычевой. – М.: Высш. Шк., 1996. – 367 с. 4Капустян В.И. Активные RC–фильтры высокого порядка / В.И.Капустян.– М.: Радио и связь, 1985. – 248 с. 5 Конденсаторы: Справочник / Под ред. Четверткова И.И. и Дьяконова М.Н. М.: Энергоатомиздат, 1993. 6 Норенков, И.П. Основы теории и проектирования САПР / В.Б.Маничев, И.П.Норенков. – М.: Высш. шк., 1990. – 335 с. 7 Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Под ред. Э.Т. Романычевой. – М.: Радио и связь, 1989. – 448 с. 8 Резисторы: Справочник / Под ред. Четверткова И.И. М.: Энергоатомиз–дат, 1981. – 352 с. 9Хлуденев А.В. Схемотехническое проектирование аналоговых устройств: методические указания; ОГУ– Оренбург, 1995. – 33 с. 10Хлуденев А.В. Конструкторское проектирование: Методические указа–ния; Оренб.гос.тех. ун–т. – Оренбург, 1995. – 43 с. 11. Пирогова Е.В. Проектирование и технология печатных плат: учебное пособие – М.: Форум-Инфа, 2005, - 400 с.12. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры/ учебное пособие для радиотехнических специальностей техникумов – М.: Высшая школа, 1989 – 238 с.Приложение А(обязательное)Схема электрическая принципиальнаяПриложение Б(обязательное)Сборочный чертежПриложение В(обязательное)Чертеж печатной платыПриложение Г(обязательное)Перечень элементовПозиционноеобозначениеНаименованиеКоличествоПримечаниеМикросхемыU1-U2LM3582КонденсаторыC1-C8K71-6-200пФ-100В±5%8РезисторыR1C2-23-0,25-3,9кОм ± 5 %1R2C2-23-0,25-3,1МОм ± 5 %1R3C2-23-0,25-11кОм ± 5 %1R4C2-23-0,25-810кОм ± 5 %1R5C2-23-0,25-17кОм ± 5 %1R6C2-23-0,25-250кОм ± 5 %1R7C2-23-0,25-20кОм ± 5 %1R8C2-23-0,25-45кОм ± 5 %1РазъемыSourceHDR1x31Разъем питания фильтра