После создания базы данных принципиальной электрической схемы целесообразно с помощью программы Electrical Rules Check (PC-Erc) выявить синтаксические ошибки, исправить их и затем приступить к моделированию или разработке ПП.
Выходным файлом программы PC-Erc служит файл списка электрических связей (.nlt) или (.xnl). Результаты проверки заносятся в текстовый файл с расширением .erc. Программа вызывается в разделе Schematic Tools.
В появившемся меню необходимо установить контроль всех параметров на наличие ошибок.
В выходном файле приводится список количества ошибок каждого вида и их подробное описание:
Floating Pins – неподключенные связи. Это связано с тем, что в компонентах задействованы не все выводы;
Nets With One or No Connections – это связано с тем, что при проверке не учитывались атрибуты компонентов (PWGD);
Nets With No input/output Pins – цепи которые не соединены с входами/выходами. Связано с наличием в схеме аналоговых элементов;
Nets With No Pull-Up Resistor – цепи подключенные к “открытому коллектору”;
Components With All Input Pins Tied to Gather – компоненты у которых соединяются входы
После проведения трассировки ПП целесообразно провести сравнение двух списков электрических связей с целью выявления в них различий с помощью программы Netlist Comparison. Среди предложенных способов проверки, целесообразнее выбрать сравнение списка связей, один из которых извлечен из файла .sch, а другой – из файла .pcb [6].
Выходной файл содержит следующую информацию:
Number of Gates (Parts) – общее количество компонентов в каждом списке;
Number of Nets - общее количество цепей в каждом списке;
Number of Suspect Nets – общее количество цепей каждого списка, которые не согласуются с цепями другого списка;
Number of Spare (Parts) – общее количество компонентов которые не соединяются ни с одной цепью в каждом списке;
Number of Floating Nets – общее количество цепей которые не соединяются ни с одним компонентом в каждом списке.
После этого приводится полная информация о сравниваемых списках.
Теперь осуществим проверку платы на соответствие ее требуемому классу точности [6].
Утилита Design Rules Check (PC-DRC) проверяет разведенную базу данных ПП и выявляет не разведенные проводники, нарушение технологических требований к проектированию ПП.
Программа PC-DRC вводит в базу данных ПП новые слои $CONT, $DRC и $ATT, на которых отмечаются ошибки.
После загрузки утилиты, для редактирования технологических ограничений, на панели Rule Name выбирается имя правила проверки из списка. Для создания нового правила следует выбрать команду ADD, ввести имя правила и затем задать минимальные размеры и зазоры для компонентов.
После выполнения утилита создает файл с расширением .drc, в котором будет отчет по каждому из проверяемых слоев. Плата подходит по технологическим требованиям, если в процессе проверки не было найдено ни одной ошибки.
3.6 Защита конструкции синтезатора от внешних и внутренних дестабилизирующих факторов
Защита конструкции проектируемого устройства от внешней среды
В процессе эксплуатации ЭВА под влиянием внешней среды происходит разрушение металлов и сплавов. Это явление называется коррозией. Оно заключается в окислении металла и превращении его в соответствующее химическое соединение.
Для защиты металлов конструкции от коррозии, получения требуемой декоративной отделки или придания поверхностному слою необходимых свойств применяются различные виды покрытий [12].
Покрытия подразделяются по назначению на три группы:
n Защитные
n защитно-декоративные
n специальные
Защитные покрытия предназначаются для защиты основного материала деталей от коррозии и других процессов, вызывающих выход аппаратуры из строя.
Защитно-декоративные покрытия используются для защиты от вредного влияния окружающей среды деталей, требующих красивой внешней отделки.
Специальные покрытия придают поверхности деталей особые свойства или защищают основной материал деталей от влияния особых сред.
В зависимости от способа получения покрытия и материала различают металлические и неметаллические покрытия.
К металлическим относятся следующие покрытия: гальванические, нанесенные горячим способом, диффузионные и металлические на диэлектриках.
К неметаллическим относятся покрытия эмалями, лаками, грунтовками. К ним же можно отнести и противокоррозионные покрытия пластмассами.
Покрытия выбираются в зависимости от функционального назначения деталей, материала, способа изготовления и условий дальнейшей эксплуатации.
Специальные покрытия обладают следующими свойствами: улучшение светопоглащающей или отражательной способности поверхности, улучшение электропроводности, а также многими другими.
Гальванические покрытия представляют собой пленки, осаждаемые на металле при выделении из растворов солей металлов под действием электрического тока. Вследствие этого, деталь покрывается чистыми металлами и сплавами.
Химическое покрытие представляет пленку определенного химического состава, которая образуется на поверхности металла в результате действия на него химических реагентов. Наибольшее распространение получили окисные и фосфатные пленки.
Лакокрасочные покрытия основаны на образовании пленки из органического вещества и пигмента, определяющего цвет покрытия. Эти покрытия, нанесенные на поверхность металла в виде одного или нескольких слоев эмали или лака, после высыхания образуют защитно-декоративные непрерывные пленки. Выбор лакокрасочного покрытия определяется условиями эксплуатации, материалом покрываемого изделия, качеством и цветом его поверхности, требуемой точности покрытия, допустимой температурой сушки изделия.
Исходя из вышеуказанных требований и разновидности покрытия можно сделать вывод о том, что для нашего устройства, в качестве защитного покрытия можно выбрать лакокрасочное покрытие лаком УР-231 ГОСТ 9754-76. Оно применяется для деталей, эксплуатируемых на открытом воздухе умеренного климата, а также в промышленной атмосфере.
Проблема обеспечения электрической прочности ЭВА, особенно актуальна для элементов в интегральном исполнении и печатных плат, где зазоры между токоведущими дорожками малы и напряженность электрического поля может достигать больших значений при небольших напряжениях. Кроме того, пробивное напряжение снижается при повышении температуры диэлектрика, при сорбции влаги пылью и полимерными материалами.
Явление образования, под действием электрического поля проводящего канала в диэлектрике, называется электрическим пробоем. У твердых диэлектриков кроме пробоя по объему, возможен пробой по поверхности в окружающей среде. напряжение такого пробоя зависит от природы окружающей диэлектрик Среды, содержания влаги, формы проводников, наличия загрязнения на поверхности диэлектрика и наличия веществ, способных поглощать влагу (например, разнообразные пыли). Для повышения пробивного напряжения платы покрывают лаком, исключают острые углы при трассировке печатных проводников, производят сушку плат перед нанесением лака, следят за содержанием пыли и влаги в газовой среде технологических помещений, увеличивают пробивной промежуток благодаря установке дополнительных ребер (высоковольтных изоляторов).
Обеспечение электрической прочности тесно связано с проблемой влагозащиты. На выбор способа влагозащиты большое влияние оказывает объем производства.
Расчет конструкции на виброзащищенность
Для того чтобы проверить насколько хорошо защищено проектируемое устройство от механических воздействий, необходимо провести расчет собственной частоты вибраций платы. В данном случае плата является единственной колебательной системой. Жесткость платы зависит от материала, формы, геометрических размеров и способа закрепления.
Печатная плата имеет прямоугольную форму следующих размеров:
axbxh=280 мм x 150 мм x 1.5 мм
При расчете собственной частоты вибрации печатной платы используют следующие допущения:
плата представляется в виде модели распределенными массами и упругими демпфирующими связями;
ЭРЭ на плате располагаются равномерно на ее поверхности;
плата с элементами принимается за тонкую пластину, так как b/h<0,1, толщина платы принимается постоянной, h = const;
материал платы однородный, идеально упругий, изотропный;
возникающие изгибные деформации малы по сравнению с толщиной платы;
при изгибе платы нейтральный слой не подвергается деформации растяжения (сжатия).
Для пластин с четырьмя точками крепления частота собственных колебаний платы, определяется по формуле:
, (6.2.1)
где a = 0,28 м. длинна платы;
b = 0,15 м. ширина платы;
цилиндрическая жесткость платы, ;
;
распределенная по площади масса платы и элементов, .
Цилиндрическая жесткость платы определяется по формуле:
(6.2.2)
где - модуль упругости материала платы;
- толщина платы;
- коэффициент Пуассона.
(6.2.3)
Распределенная по площади масса платы и элементов определяется из выражения:
, (6.2.4)
где - удельная плотность материала платы;
- масса элементов, установленных на плате, .
, (6.2.5)
где - масса i - го элемента, установленного на плате, ;
n = 40 - количество элементов, установленных на плате.
Воспользовавшись справочными данными получим mэ = 104,2´10 –3 кг. следовательно,
Подставляя найденные величины в формулу (6.2.1), определим минимальную частоту собственных колебаний платы. Она будет минимальной при , .
В результате механических воздействий печатная плата подвержена усталостному разрушению, в особенности при возникновении механического резонанса.
Чаще всего усталостные отказы проявляются в виде обрыва проводников, разрушения паяных соединений, нарушения контактов в разъемах.
Подобные разрушения можно предотвратить, если обеспечить выполнение условия:
(6.2.6)
где - минимальная частота собственных колебаний платы;
- ускорение свободного падения, g = 9,8м/c2;
- безразмерная постоянная, выбираемая в зависимости от частоты собственных колебаний и воздействующих ускорений.
- максимальные вибрационные перегрузки, выраженные в единицах g.
Следовательно,
¦min 85Гц
Значит, проектируемая плата будет иметь достаточную усталостную прочность при гармонических вибрациях.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
