4.8 Выбор конструкции корпуса для устройства
Условия эксплуатации разрабатываемого устройства – военные, что согласно техническому заданию, говорит об агрессивности среды: возможности наличия повышенной влажности, тумана, механических ударов, высокой температуры, песка, появления коррозии. Для уменьшения влияния агрессивной внешней среды, необходимо выбрать герметичный корпус. Для повышения ударопрочности и вибростойкости, а также повышения защиты устройства от помех, необходимо выбрать корпус из металлического основания.
Проанализируем имеющиеся на рынке варианты корпусов: ENSTO CUBO J, GAINTA, CIXI. Корпус CIXI сделан из ударопрочного АБС пластика, который не дает экранирующих свойств, а это означает, что данный тип корпуса нам не подходит.
Технические характеристики корпусов ENSTO CUBO J:
- Обеспечивают защиту от радио и электромагнитных излучений;
- 12 типоразмеров;
- степень защиты IP66;
- ударопочность IK08;
- рабочие температуры -50 0 С… +100 0 С;
- уплотнитель силикон с содержанием серебра;
- сертификаты ГОСТ Р.
Технические характеристики корпусов GAINTA:
- Обеспечивают защиту от радио и электромагнитных излучений;
- Небольшой вес;
- Плотные крышки с фланцами;
- Экранирование;
- рабочие температуры -50 0 С… +120 0 С;
- Алюминиевый сплав 380;
Из данных групп корпусов выберем корпус GAINTA, поскольку он обладает экранирующими свойствами, и он сделан из легкого материала, что обеспечит нашей конструкции небольшой вес. Данный корпус необходимо доработать, просверлив отверстия, как показано на рис. 6 для экранированного кабеля STP диаметром 7 мм, который будет соединять наше устройство со схемами сопряжения, находящимися вне корпуса.
Рис. 6. Внешний вид корпуса GAINTA
5. Расчет элементов печатного монтажа
5.1 Расчет ширины шин «питание» и «земля»
Для упрощения будем полагать, что ИМС расположены равномерно. В этом случае можно воспользоваться формулой [11], определяющей минимальную ширину шин питания и земли:
,
где
Uпит = 4,7В – напряжение питания микросхем
- потребляемая
мощность.
–шаг установки
микросхем по вертикали.
–шаг установки
микросхем по горизонтали.
–количество рядов
микросхем по вертикали
–количество рядов
микросхем по горизонтали
–удельное сопротивление
медной фольги.
–толщина фольги.
Для гарантированного обеспечения нагрузочной способности проводников по току, возьмем tпит = 1 мм.
5.2 Расчет диаметра переходных отверстий
Диаметр переходных отверстий следует выбирать в соответствии с условием
d
/ Hn
1 / 3 [11], где Hn
- толщина ПП. Толщина платы
.
,
.
Из установленного ГОСТ 10317–79 ряда
допустимых диаметров отверстий, выбираемd
= 0,7 мм.
5.3 Расчет ширины сигнальных проводников
Наименьшее
номинальное значение ширины печатного
проводника (t),
рассчитывают по формуле[12]:
,
где
tmin
Д –
минимально допустимая ширина печатного
проводника, рассчитываемая в соответствии
с формулой :
,
где
,
-
удельное сопротивление и толщина
проводника.
Для медной фольги
=18мкм;
=2
Омм
.
-
максимальная длина проводника.
= 12мА – максимальный
ток через проводник для используемых
микросхем.
UП = 5,5 В - допустимое падение напряжения на проводнике
tн.о.. = 0,1 мм – нижнее предельное отклонение размеров элементов конструкции, в соответствии с классом 3 точности при наличии покрытия.
t = 0,1мм + 0,027мм = 0,127 мм, что меньше ширины печатного проводника, для третьего класса точности, равного 0,25 мм.
Таким образом, выбираем ширину сигнальных проводников равной 0,25 мм.