3.6 Расчеты, подтверждающие работоспособность устройства

В этом разделе обязательно должны быть приведены расчеты надежности, потребляемой мощности устройства. В зависимости от особенностей технического задания следует привести расчеты быстродействия, погрешностей, помехоустойчивости и т.п.

В пояснительной записке обосновывается выбор или проводится расчет всех элементов, указанных на схеме электрической принципиальной.

3.7 Разработка конструкции устройства

Данный раздел предполагает конструирование печатной платы (ПП) разрабатываемого устройства. С этим процессом связано выполнение ряда в общем случае взаимосвязанных операций: выбор типоразмера платы, способа ее крепления, числа слоев, разработка проводящего рисунка (топологическое конструирование, разработка топологии платы).

Топологическое конструирование печатной платы включает в себя размещение электрорадиоэлементов на рабочей поверхности ПП и трассировку соединений между контактными площадками. Выбор размеров и вида платы (однослойная ПП, двухслойная или многослойная ПП) может производиться как до процесса конструирования, исходя из соображений унификации в пределах устройства, так и в процессе по промежуточным результатам разработки топологии платы [47], а также, исходя из освоенного на предприятии технологического процесса.

Размещение компонентов на ПП осуществляют чаще всего исходя из критерия минимума длины связей и минимума пересечений. Первое условие подразумевает расположение на ПП рядом друг с другом элементов, имеющих максимум электрических связей в схеме, второе - минимум переходных отверстий, что обеспечивает технологичность по минимуму числа слоев.

Размещение компонентов на плате регламентируется условной координатной сеткой из двух взаимно перпендикулярных систем параллельных линий, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Это расстояние - шаг координатной сетки - устанавливается равным 1,25 или 2,5 мм. Две взаимно перпендикулярные линии координатной сетки с точкой пересечения в левом нижнем углу чертежа платы используют как оси координат, а точку их пересечения (узел координатной сетки) - как начало или базу координат.

Центры монтажных отверстий и контактных площадок под выводы навесных электрорадиоэлементов располагают в узлах координатной сетки. Если шаг расположения выводов многовыводного элемента не совпадает с шагом координатной сетки, то в узел помещается, по меньшей мере, одно из отверстий, принимаемое за основное, а остальные располагаются в соответствии с конструкцией элемента (по возможности - на линиях координатной сетки).

В результате расчета ПП определяют размеры элементов проводящего рисунка: номинальные диаметры монтажных отверстий, минимальные диаметры контактных площадок, минимальные расстояния для прокладки заданного числа проводников между двумя отверстиями и др.[14].

Печатные проводники располагают равномерно по рабочей площади ПП на максимально возможном расстоянии от соседних элементов проводящего рисунка платы, выполняют одинаковой максимально возможной ширины по всей длине. В узких местах возможно сужение проводников до минимального значения, такое сужение должно происходить на возможно меньшей длине.

Процесс технологического конструирования ПП является в общем случае процессом постепенного приближения к результату - размещение навесных элементов и трассировка соединений многократно корректируются в поиске наилучшего решения. Существенное повышение производительности труда при конструировании ПП достигается при применении систем автоматизированного проектирования (САПР) с использованием ЭВМ. При этом могут решаться как частные задачи - разработка конструкции каждой платы в отдельности, так и комплексные - от разбиения схемы устройства на конструктивно законченные части до выдачи полного комплекта конструкторской и технологической документации на все изделие.