Для расчета упаковочных прокладок используют номограммы [рис.6.23,20], разработанные для различных материалов.

Расчет оптимальных размеров прокладок производится по номограммам в следующей последовательности [20].

1     Определяется толщина прокладки Т.

2     Определяется требуемая площадь прокладки S. В нашем случае S = 900см2. Находим площадь опорной грани упаковываемого изделия Sо.г. Sо.г = 1424,85см2. Так как расчетное значение площади лежит в пределах Sо.г>S>0,5Sо.г, то изготавливаем четыре одинаковые прокладки, общая площадь которых равна S, поместив их по углам опорной грани.

Полученное значение толщины прокладки Т=90мм.

После определения размеров прокладок проверяем возможность местного выпучивания прокладки. Она осуществляется проверкой неравенства

. (8.36)

Подставляя полученные значения в (8.36), получим

Так как неравенство (8.36) выполняется, то можно сделать вывод о том, что рассчитанные размеры и выбранный материал прокладки обеспечат защиту от транспортируемого изделия механических воздействий.

8.5 Расчет конструктивно-технологических параметров печатной платы. Выбор и обоснование методов изготовления печатной платы

8.5.1 Выбор и обоснование методов изготовления печатной платы

Метод изготовления печатной платы выбран на основании ОСТ 4 ГО 054. 043 и ОСТ 4 ГО 054. 058. В соответствии с ними существуют следующие методы: комбинированный (позитивный и негативный), химический, металлизация сквозных отверстий для изготовления многослойных печатных плат.

Исходя из особенностей электрической схемы, элементной базы разрабатываемого устройства и конструктивных характеристик печатных плат, изготавливаемых различными методами, выбираем комбинированный позитивный метод изготовления печатных плат.

Как было отмечено в техническом задании, схема электрическая принципиальная блока интерфейсных адаптеров разделена на семь функциональных блоков. Каждый блок размещен на отдельной печатной плате. Трассировка плат ведется по двум сторонам, что упрощает разводку проводников и позволяет уменьшить размеры печатной платы. Монтажные отверстия должны иметь металлизацию.

При разработке печатной платы следует учитывать следующие рекомендации:

·     питающие проводники и «земля» должны иметь минимальное сопротивление и длину;

·     «сигнальные» проводники должны иметь минимальные участки, где они проходят параллельно;

·     размещение проводников на разных сторонах печатной платы желательно перпендикулярно или под углом 45°.

Особые требования при разработке печатных плат предъявляются к контактным площадкам и ширине проводников.

8.5.2 Расчет конструктивно-технологических параметров печатного монтажа

В данном разделе проводится расчет параметров печатного монтажа платы адаптера АРЛС. Двусторонняя печатная плата изготавливается комбинированным позитивным методом и имеет 3-й класс точности. Исходными данными являются: толщина фольги 35 мкм, максимальный ток через проводник 423 мА, максимальная длина проводника 0,6 м, допустимое падение напряжения на проводнике 0,2 В, максимальный диаметр выводов микросхем 0,5 мм, размеры платы 160х240 мм2, расстояние между выводами микросхемы 2,5 мм.

1.Определяем минимальную ширину, мм, печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

, (8.37)

где:

Imax - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках;

jдоп - допустимая плотность тока, выбирается в зависимости от метода изготовления [ табл. 4.5, 25]. В нашем случае jдоп = 48 А/мм2;

t - толщина проводника, мм.

Подставляя значения в (8.37), получим:

мм.

2.Определяем минимальную ширину проводника, мм, исходя из допустимого падения напряжения на нем:

, (8.38)

где:

r - удельное объемное сопротивление.

 Для нашего случая r = 0,0175 Ом·мм2/м [табл. 4.5, 25];

UДОП - допустимое падение напряжения.

Подставляя значения в (8.38), получим:

мм.

3.Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий d:

, (8.39)

где:

dЭ - максимальный диаметр вывода устанавливаемого ЭРЭ;

Ddн.о - нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия [табл. 4.6, 25]. Ddн.о = 0,1;

r - разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ, ее выбирают в пределах 0,1...0,4 мм.

мм.

4.Рассчитываем диаметр контактных площадок. Минимальный диаметр, мм, контактных площадок для ДПП, изготовляемых комбинированным позитивным методом:

при фотохимическом способе получения рисунка

, (8.40)

где:

hф - толщина фольги;

Dmin - минимальный эффективный диаметр площадки:

, (8.41)

где:

bм - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки;

dd и dp - допуски на расположение отверстий и контактных площадок.

dmax - максимальный диаметр просверленного отверстия, мм:

, (8.42)

где:

Dd - допуск на отверстие.

В нашем случае bм = 0,035 мм, dp = 0,25 мм, dd = 0,1 мм, Dd = 0,05 мм [табл.4.6,25].

Подставляя значение Dd в (8.42), получим:

 мм.

Подставляя значения bм , dp, dd, dmax в (8.41), получим:

мм.

Подставляя полученное значение D1min в (8.40), получим:

мм.

Максимальный диаметр контактной площадки

. (8.43)

 мм.

5.Определяем ширину проводников. Минимальная ширина проводников, мм, для ДПП, изготовляемых комбинированным позитивным методом:

при фотохимическом получении рисунка

, (8.44)

где:

b1min - минимальная эффективная ширина проводника, b1min = 0,18 мм для плат 1-, 2-, 3-го класса точности. Подставляя значение b1min в (8.44), получаем

 мм.

Максимальная ширина проводников

. (8.45)

 мм

6.Определяем минимальное расстояние между элементами проводящего рисунка.

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой

, (8.46)

где:

L0 - расстояние между центрами рассматриваемых элементов;

dl - допуск на расположение проводников. В нашем случае dl = 0,05 мм [табл.4.6, 25].

Подставляя значения в (8.46), получим:

 мм.

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками

. (8.47)

 мм.

Минимальное расстояние между двумя проводниками

. (8.48)

 мм

Таким образом, параметры печатного монтажа отвечают требованиям, предъявляемым к платам 3-го класса точности.

8.6 Расчет электромагнитной совместимости

В данном разделе проводится определение работоспособности устройства сопряжения с АРЛС в условиях воздействия перекрестных помех в линиях связи. Расчет производим по методике [25].

Расчет будем производить для проводников расположенных на одной стороне печатной платы и идущих параллельно (рис.8.8)

Рис. 8.8. Схема расположения проводников на печатной плате:

1 - основание печатной платы; 2 - проводник.

Устройство сопряжения с АРЛС выполнено на двусторонней печатной плате третьего класса точности из стеклотекстолита СФ2-35Г-2,0, покрытой лаком УР-231. Ширина проводников и расстояние между ними равны 1,5 мм. Максимальная длина области связи проводников - 0,14 м. Максимальное напряжение в активной линии составляет 1,7 В на частоте 1 МГц. В схеме использованы микросхемы серии К1533.

В состоянии логической «1» помеха слабо влияет на срабатывание микросхем, поэтому рассмотрим случай, когда на входе микросхемы логический «0». При этом U «0»вх = 0,5 В, I «0»вх = 0,4 мА, U «0»вых = 0,5 В, I «0»вых = 4 мА. Тогда можно определить входное сопротивление по (8.49) и выходное сопротивление по (8.50).

. (8.49)

 Ом.

. (8.50)

 Ом.

Исходными данными для расчета являются:

·     Е - напряжение генератора в активной линии связи, В 1,7;

·     w - круговая частота, МГц 6,28;

·     R«0»вх, Ом 1250;

·     R «0»вых, Ом 125;

·     er - относительная диэлектрическая проницаемость

среды между проводниками 5;

1     Определяем взаимные емкости С и индуктивности М линий связи по (8.51) и (8.52) соответственно

. (8.51)

пФ.

. (8.52)

мГн.

2     Вычисляем сопротивление изоляции между проводниками

3      

, (8.53)

где:

rкв - удельное поверхностное сопротивление основания печатной платы. Для стеклотекстолита rкв = 5·1010 Ом. Подставив данные в (8.53), получим

Ом.

3.Определяем действующее напряжение помехи на сопротивлениях

R «0»вх и R «0»вых

. (8.54)

 В.

4. Сравниваем действующее напряжение помехи с помехоустойчивостью микросхемы. Для К1533 UП = 0,5 В. Следовательно, действие помехи не приведет к нарушению работоспособности платы устройства сопряжения с АРЛС.

9. АНАЛИЗ И УЧЕТ ТРЕБОВАНИЙ ЭРГОНОМИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭСТЕТИКИ

Максимально допустимые размеры ЛП определяются исходя из горизонтального и вертикального угловых размеров зоны периферичеcкого зрения оператора и требуемого расстояния l до ЛП [26, рис. 2.1]. Максимальная длина ЛП равна

, (9.1)

где:

aгор - горизонтальный угол обзора ЛП.

Максимальная высота

, (9.2)

где:

aверт - вертикальный угол обзора ЛП.

Для зоны периферического зрения оператора принимают aгор = 90°, aверт =75°. Применительно к разрабатываемому устройству l = 0,8 м при общем числе элементов Nэл = 14. Тогда

м.

м.

Минимально допустимые размеры ЛП определяются из следующих соображений. В соответствии с эргономическими требованиями в поле зрения, ограниченном углом зрения 10°, должно размещаться 4...8 элементов ЛП (для расчета принимаем 4 элемента). Тогда площадь зрения Sпз на ЛП, ограниченная указанным углом 10°, может быть вычислена по формуле

. (9.3)

м2.

При числе элементов Nэл, размещаемых на ЛП, минимальная площадь ЛП, удовлетворяющая эргономическим требованиям, равна

. (9.4)

м2.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23