3.2 Определение конструктивных параметров платы

Для выбора размеров печатной платы необходимо определить ее площадь. Площадь можно определить как

,

где: F_ЭРЭ - площадь, занимаемая электрорадиоэлементами (ЭРЭ);

F_TO - площадь, занимаемая технологическими и/или крепежными отверстиями;

F_СВ - площадь, которую не должны занимать электрорадиоэлементы по конструктивным соображениям (500 мм²);

Кз - коэффициент заполнения печатной платы, обычно берется в пределах 0,3-0,8.

Площадь, занимаемая ЭРЭ, определяется по установочным размерам электрорадиоэлементов. Для упрощенных расчетов площадь равна 2934 мм²

Площадь, занимаемая технологическими и/или крепежными отверстиями определяется по формуле:

,

где: d_TO - диаметр технологических и/или крепежных отверстий (3,5 мм);

п - количество отверстий (4 шт).

Посчитав площадь печатной платы, необходимо выбрать размеры платы согласно ГОСТ 10 317-79. Выбираем размеры платы равными А=163 мм, В=72 мм.

После выбора размеров печатной платы определяем реальный коэффициент заполнения печатной платы по формуле:

,

где А и В выбранные размеры печатной платы.

Диаметры монтажных отверстий должны быть несколько больше диаметров выводов ЭРЭ, причем d_o = d_B + ∆,

при d ≤ 0,8 мм ∆ = 0,2 мм,

при d > 0,8 мм ∆ = 0,3 мм,

при любых d ∆ = 0,4 мм, если ЭРЭ устанавливаются автоматизировано.

Рекомендуется на плате иметь количество размеров монтажных отверстий не более трех. Поэтому диаметры отверстий, близкие по значению, увеличивают в сторону большего, но так, чтобы разница между диаметром вывода и диаметром монтажного отверстия не превышала 0,4 мм. Мы будем использовать отверстия d_о = 0,7 мм и d_о = 1 мм.

Диаметры контактных площадок определяются по формуле:

d_K = d_о + 2b + ∆d + T_d + T_D,

где: b - радиальная ширина контактной площадки, мм (для 3 класса точности 0,1 мм);

∆d - предельное отклонение диаметра монтажного отверстия, мм (для 3 класса точности ±0,05 мм);

T_d — значение позиционного допуска расположения осей отверстий, мм (для размера печатной платы по большей стороне до 180мм 0,08мм);

Т_D - значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок, мм (для размера печатной платы по большей стороне до 180мм 0,15 мм).

d_K = 0,7 + 2∙0,1 + 0,05 + 0,08 + 0,15=1,18 мм

d_K = 1,0 + 2∙0,1 + 0,05 + 0,08 + 0,15=1,48 мм

Минимальное расстояние между центрами двух соседних отверстий для прокладки нужного количества проводников определяется так:

,

где: d_О1 и d_О2 - диаметры монтажных отверстий, между которыми прокладываются проводники, мм (0,7 мм);

п - количество прокладываемых проводников (1 шт);

∆t - предельное отклонение ширины печатного проводника, мм (для отверстия без покрытия для 3 класса точности ±0,05 мм) ;

Т_l - значение позиционного допуска расположения печатного проводника, мм (для 3 класса точности и наружного слоя 0,05 мм).

4 Моделирование работы узла в пакете Multisim.

Для моделирования работы узла в пакете Multisim, выберем узел усилителя низкой частоты (УНЧ), собранного на микросхеме TDA2030. Схема включения берётся из справочной литературы и изображена на рисунке 1.

Рисунок 1. УНЧ на микросхеме TDA2030. Схема

электрическая принципиальная.

Моделирование работы схемы начинается с создания схемы в программе Multisim11. Рабочее окно программы изображено на рисунке 2.

Рисунок 2. Рабочее окно программы Multisim11.

После создания схемы электрической принципиальной, для моделирования работы, необходимо подключить генератор сигнала и измерительную аппаратуру (осциллограф). Схема соединения изображена на рисунке 3.

Для наглядности работы схемы используем двух канальный осциллограф, канал А которого подключен на вход схемы, а канал В — на выход.

Рисунок 3. Схема соединения аппаратуры.

Перед началом моделирования работы схемы, необходимо произвести настройку аппаратуры.

Задаём параметры входного сигнала: f = 100 ГЦ; U = 10 мВ. Окно настройки генератора изображено на рисунке 4.

Рисунок 4. Настройка параметров генератора.

Запускаем работу схемы и контролируем параметры входного и выходного сигнала ( рисунок 5) на экране осциллографа .

Рисунок 5. Показания осциллографа.

По осциллограмме видно, что схема обеспечивает усиление входного сигнала (амплитуда входного сигнала 20 мВ, а выходного 200 мВ), но осциллограмма выходного напряжения имеет фазовый сдвиг относительно входного, что обусловлено особенностью работы микросхемы.