6.3 Помехоустойчивость. Взаимная индукция между печатными проводниками

Взаимная индукция для двух параллельных проводников относительно экранирующей плоскости [12]:

, где

м - наибольшая длина параллельных проводников, расположенных под экранирующей плоскостью.

мм – зазор между параллельными проводниками.

–ширина проводников

= 1,5 мм – толщина платы

= 0,512·0,00025= 0,000128 м²

Разрабатываемое устройство будет устойчивым к индуктивной помехе в случае выполнения неравенства:

=43 мм – допустимая длина параллельно расположенных соседних проводников при воздействии только индуктивной паразитной связи.

=20 нс – время задержки срабатывания ИМС.

=1,2 В – значение помехоустойчивости микросхем.

= 0,5 В – величина напряжения логического нуля.

к_зап - коэффициент запаса (к_зап =0,5..1,0)

I = 4,4мА- перепад тока в цепи питания при переключении ИМС.

, а значит, используемая длина параллельных проводников удовлетворяет требованиям помехоустойчивости по индуктивной помехе.

6.4 Оценка расстояния от помехозащитных конденсаторов до выводов имс

Конденсаторы С2-С4 ­необходимо установить в непосредственной близости от корпусов микросхем.

Оценим максимально допустимую длину проводников, соединяющих эти конденсаторы с выводами ИМС. Согласно [11], минимальная емкость конденсатора оценивается по формуле , гдеt_Ф – минимальное время фронта импульса, составляющее для микросхемы 1533ТМ2 t_Ф = 20 нс, n – число, показывающее, во сколько раз уменьшится амплитуда осцилляций в шинах питания. n = 10…50.

L_Ш – суммарная индуктивность шин питания и земли.

, где l₃ – длина линии питания от конденсатора до вывода элемента (см), h₃ – толщина линии (см), t₃ – ширина линии (см).

Возьмем l₃ = 4 см.

При этом

h₃ = 18·10^-4 см, t₃ = 0,1 см.

, тогда

. Поскольку устанавливаемые конденсаторы имеют емкости 6,1 мкФ, то их можно располагать на расстоянии до 4 см он контактной площадки и они будут обеспечивать помехоустойчивость.

7. Трассировка печатных проводников

Размещение радиоэлементов на плате и трассировку печатных проводников выполним в САПРе PCAD 2004 с использованием пакета для автоматической трассировки Specctra 15.0.

В качестве исходных данных для трассировки задается принципиальная схема, выполненная в программе Schematic, стратегия трассировки – с минимизацией числа переходных отверстий, параметры печатного рисунка:

Толщина сигнальных проводников: 0,25 мм

Толщина шин питания и земли: 1 мм

Диаметр контактной площадки переходного отверстия: 0,7 мм

Минимальное расстояние между элементами печатного рисунка 0,35 мм

После трассировки с помощью программы Specctra 15.0, проверяем правильность трассировки и при необходимости производим коррекцию в САПРе Компас 7.3D.

8. Оценка технологичности конструкции

Согласно [11], основным показателем оценки технологичности конструкции является комплексный показатель технологичности , который определяется с помощью базовых показателей.

Комплексный показатель технологичности

, где

Значимости весовых коэффициентов:

Коэффициент использования ИМС

, где

число ИМС.

число радиоэлементов.

Коэффициент автоматизации и механизации монтажа

, где

число монтажных соединений выполненных с помощью автоматизации и механизации.

общее число монтажных соединений.

Коэффициент автоматизации и механизации подготовки элементов к монтажу

, где

число элементов, подготовка которых к монтажу может осуществляться механизированным или автоматизированным способом, включая и те, которые не требуют специальной подготовки.

общее число элементов.

Коэффициент механизации операций контроля и настройки

, где

число операций контроля и настройки, осуществляемых автоматизированным или механизированным способом, включая и те, которые не требуют использования средств механизации.

общее число операций контроля и настройки.

Коэффициент повторяемости элементов

, где

общее число типоразмеров элементов в блоке.

Под типоразмером элемента понимается габаритный размер (без учета номинальных значений).

Коэффициент применяемости элементов

, где

число типоразмеров оригинальных элементов в блоке.

Оригинальными считаются те детали, которые впервые разрабатываются самим предприятием или поступают в порядке кооперации.

общее число типоразмеров.

Коэффициент прогрессивности формообразования деталей

, где

число деталей, которые или заготовки которых получены прогрессивными методами формообразования (штамповка, прессование, пайка, сварка…).

общее число деталей без нормализованного крепежа.

Получаем следующее значение комплексного показателя технологичности:

Согласно нормативам комплексных показателей технологичности электронно-вычислительной техники для мелкосерийного производства, комплексный показатель технологичности должен быть К=0,6…0,8, таким образом получаем, что изделие технологично.