Варианты заданий для самостоятельного решения
Условие задачи:Определить минимально допустимую ширину печатного проводника t, падение напряжения ∆U, мощность потерь Pп двух параллельных печатных проводников 1 и 2 (см. Рис. 4.1).
Исходные данные: напряжение питания U =12,6 В; максимальный ток, проходящий через проводник Imax= 0,7 А; размер платы l1 и l2; материал платы – СФ-2-35; метод изготовления – комбинированный позитивный (способ получения рисунка – фотохимический; фоторезист сухой пленочный; резистивное покрытие – олово-свинец); hп м = 0,0065 мм; а = 0,035 мм; hг = 0,055 мм; длина двух параллельных рядом расположенных печатных проводников 1 и 2 – l; ρ = 0,02 Оммм2/м; jдоп = 30 A/ мм2; tgδ = 0,002; C = 910-3 ES/h – емкость печатной платы (ПП) в ПФ (E = 6,0; площадь печатной платы – S; толщина печатной платы – h; f = 1 МГц); для 2-го класса ПП по ГОСТ 23751-86 – tзад. = 0,2 мм; (при расчете мощности потерь: f [МГц], С [мкФ], U [B] ).
Примечание. 1. Для расчетов использовать недостающие значения, приведенные в Таблице 4.1, согласно номера выданного варианта.
Таблица 4.1
|
Номер варианта |
S, мм2 |
l, м |
l1, мм |
l2, мм |
h, мм |
|
1 |
5600 |
0,07 |
75 |
75 |
3,0 |
|
2 |
6500 |
0,08 |
90 |
75 |
2,5 |
|
3 |
12500 |
0,15 |
170 |
75 |
2,0 |
|
4 |
8000 |
0,08 |
90 |
90 |
1,5 |
|
5 |
10500 |
0,10 |
120 |
90 |
1,0 |
|
6 |
13400 |
0,12 |
150 |
90 |
3,0 |
|
7 |
15200 |
0,15 |
170 |
90 |
2,5 |
|
8 |
22400 |
0,12 |
150 |
150 |
2,0 |
|
9 |
25400 |
0,15 |
170 |
150 |
1,5 |
|
10 |
26900 |
0,16 |
180 |
150 |
1,0 |
|
11 |
29900 |
0,18 |
200 |
150 |
3,0 |
|
12 |
14300 |
0,10 |
120 |
120 |
2,5 |
|
13 |
16700 |
0,12 |
140 |
120 |
2,0 |
|
14 |
17900 |
0,13 |
150 |
120 |
1,5 |
|
15 |
19100 |
0,14 |
160 |
120 |
1,0 |
|
16 |
20300 |
0,15 |
170 |
120 |
2,0 |
|
17 |
21500 |
0,16 |
180 |
120 |
1,5 |
|
18 |
5300 |
0,07 |
90 |
60 |
2,0 |
|
19 |
5900 |
0,08 |
100 |
60 |
2,5 |
|
20 |
8300 |
0,11 |
140 |
60 |
1,5 |
Задача 4.2
Рассчитать допустимую длину несогласованной линии связи элементов интегральных схем серии К155. Рассмотрим два варианта конструктивного исполнения линии связи: полосковая линия (Рис.4.3) и витая пара (Рис.4.4). Длительность фронта импульса tф =15 нс, емкость нагрузки Ссх =3×10-12 Ф. Параметры витой пары: диаметр проводника с изоляцией D = 0,5 мм, без изоляции d = 0,3 мм, диэлектрическая проницаемость изоляции проводов εпр. = 4, емкость С0 = 0,5×10-10 Ф/м. Параметры полосковой линии (см. Рис. 4.2): W = 0,5 мм, b = 0,57 мм, t = 0,05 мм, h = 0,26 мм, диэлектрическая проницаемость диэлектрика 3 - εдиэл. = 6.
Р
ешение
1. Для витой пары εэфф. = (εпр. + 1)/2 = 2,5, т.е. равна среднему значению между проницаемостью воздуха и изоляции проводов. Волновое сопротивление Z0 витой пары определим по формуле
(1)
Задержку τз.р. распространения сигнала по линии связи на единицу длины определим
по формуле
(2)
Допустимая длина линии
l = tф /(2×τз.р.). (3)
Из (3) определим допустимую задержку распространения сигнала τз.р.
τз.р. = tф /(2 × l). (4)
П
одставив
(4) в (2) , получим
и, решив квадратное уравнение (5) относительно l = l в.п ,
4 × l2. × Z0 × C0 2 + 4 × l. × Z02 × C0 × Ccx – tф 2 = 0 (5)
находим допустимую длину экранированой витой пары l в.п. = 1,64 м.
2. Для полосковой линии собственная емкость С0 :
С0 = 0,355 × 10-10 × εэфф. × W/[b × (1– t/h)]. (6)
Волновое сопротивление Z0:
а) если W/b ≥ 0,35, то
(7)
б) если W/b < 0,35 и t/b < 0,25, то
(8)
Для полосковой линии по выражениям (6) и (7) рассчитаем С0 = 2,64 × 10-10 Ф/м
и Z0 = 46 Ом.
Подставив (4) в (2) и, решив квадратное уравнение (5) относительно l = lп.л. , находим допустимую длину полосковой линии lп.л. = 0,62 м.
Ответ: l в.п. = 1,64 м, lп.л. = 0,62 м.