Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / Методические указания по курсовому проектированию "расчет параметров печатной, расчет надежности"

Методические указания по курсовому проектированию "расчет параметров печатной, расчет надежности"



Осталось всего 2 дня приёма заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)


  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы

«Московский колледж управления, гостиничного бизнеса и информационных технологий «Царицыно»










Методические рекомендации

К курсовому проектированию по дисциплине МДК 03.01 Проведение стандартных и сертификационных испытаний узлов и блоков радиоэлектронного изделия.

Для специальности 210413 «Радиоаппаратостроение»


























Москва 2015

Курсовой проект должен содержать:


  1. Введение, описывающее область применения устройства

  2. Теоретическую часть, содержащую принцип действия и выбор элементной базы, выбор конструкции, необходимость расчета надежности устройства

  3. Расчетную часть, содержащую:

а) Выбор, обоснование выбора и расчет параметров топологии печатной платы.

б) Расчет надежности устройства

  1. Графическую часть, выполненную на формате А1, содержащую:

а) принципиальную схему устройства

б) функциональную или структурную схему устройства.

в) топологию печатной платы











































1. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ПРИБОРА


Большинство неисправностей электронной аппаратуры носит случайный характер и обусловлено многими трудно учитываемыми факторами. К таким факторам относятся влажность и температура окружающей среды, вибрации, удары, несовершенство технологических процессов, различные неоднородности в материалах и др. В связи с тем, что предсказать заранее появление и степень влияния указанных факторов на процесс правильного функционирования аппаратуры можно лишь с определенной степенью достоверности, в теории надежности используется математический аппарат теории вероятностей, позволяющий найти характеристики надежности аппаратуры.

Одной из основных характеристик является надежность или вероятность безаварийной работы Р(t). При этом под безаварийной работой понимается такая работа аппаратуры, при которой все выходные параметры находятся в пределах, заданных техническими условиями.

Важной характеристикой работы аппаратуры является среднее время безаварийной работы То. Физически это означает следующее: аппаратура после включения работает в течение случайного интервала времени до первого отказа, причем этот интервал времени для одинаковых изделий меняется от образца к образцу, сохраняя свое среднее значение То, относительно которого

hello_html_21a50064.png

отклоняется значение случайного интервала времени безаварийной работы.

Часто используется еще одна характеристика надежности-аппаратуры—частота отказов hello_html_45460164.gif, которая связана со средним временем безаварийной работы следующим соотношением:,

hello_html_140ce00d.gif

На рисунке представлен характерный вид кривойhello_html_1731791e.gif. Первый и третий участки соответственно характеризуют частоту отказов аппаратуры при отработке производственных дефектов и старении элементов. Второй участок характеризуется почти постоянным значением частоты отказов, что имеет место для отрегулированной радиотехнической аппаратуры.

Введем следующие определения:

Элементом называется часть аппаратуры, состоящая из какой-либо одной или нескольких деталей и выполняющая определенные самостоятельные функции в схеме (электронная лампа, транзистор, сопротивление, трансформатор, конденсатор и др.).

Блоком называется функционально законченное устройство, обеспечивающее на выходе заданные физические величины (нестабилизированный выпрямитель, электронный стабилизатор, транзисторный стабилизатор и др.).

Системой называется совокупность блоков, обеспечивающая на выходе; комплекс заданных величин (система высоковольтных выпрямителей, система источников высокостабилизированных напряжений и др.).

Последовательным соединен и ем (с точки зрения, надежности) называется такое соединение, при. котором отказ любого элемента или блока приводит к отказу блока или системы.

Параллельным соединением r элементов (с точки зрения надежности) называется такое соединение, при котором отказ исследуемой системы наступит тогда и только тогда, когда откажут все r элементов.


МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ

В случае независимых отказов появление неисправностей для радиоэлектронной аппаратуры подчиняется во времени закону Пуассона

hello_html_m456e478.gif (1)

где Pk - вероятность появления точно k неисправностей за время t3;

hello_html_45460164.gif- частота отказов элемента (блока), 1/ч;

hello_html_7876205e.gif - число неисправностей за время t3.

В связи с тем, что разработчика интересует вероятность безаварийной работы, т. е. наступление нуля отказов за время t3, формула принимает вид (для k=0):


hello_html_65457b53.gif (2)

Приведенное соотношение позволяет определить вероятность того, что аппаратура (элемент или блок) проработает безотказно в течение времени t3. При этом под отказом следует понимать выход любого параметра за пределы, предусмотренные в технических условиях.

Таким образом, задача оценки надежности элемента или блока сводится к определению значения частоты отказовhello_html_45460164.gif, и элементарным расчетам по вышеупомянутым формулам. Следует заметить, что сказанное справедливо только для нерезервированной аппаратуры.

Частота отказов различных элементов определяется по специальным таблицам hello_html_45460164.gif-характеристик с учетом условий эксплуатации. Требование знания условий эксплуатации является достаточно жестким, оно является совершенно необходимым условием получения достоверной информации о надежности аппаратуры. Это объясняется тем, что значения частот отказов элементов имеют ярко выраженную зависимость от условий эксплуатации элемента (окружающая температура и коэффициент нагрузки относительно номинального).

Коэффициент нагрузки для различных элементов определяется следующим образом:


а) для резисторов всех типов и для трансформаторов

hello_html_m15a3db34.gif (3)

где Рр- мощность(трансформатора), фактически рассеиваемая на резисторе, Вт;

Рдоп - номинально допустимая при данных внешних условиях мощность рассеивания (по ТУ на резисторы (трансформаторы)), Вт;


б) для конденсаторов всех типов

hello_html_m70652764.gif, (4)

где Uр.макс - амплитуда рабочего напряжения, В;

Uдоп.макс - амплитуда рабочего напряжения, допустимая по ТУ, В;


в) для электровакуумных приборов

hello_html_61dd019c.gif, (5)


где Рнак - мощность, затрачиваемая в цепи накала, Вт:

Рнак.ном- номинальная мощность цепи накала, Вт;

Ра- мощность, рассеиваемая в анодной цепи, Вт;

Ра. доп - мощность рассеивания в анодной цепи, допустимая по ТУ, Вт;

hello_html_2497450d.gifРс - суммарная мощность, рассеиваемая в сеточных цепях, Вт;


г) для полупроводниковых диодов


hello_html_m3f19d4cc.gif, (6)


где IВ - действующее значение тока вентиля, А;

Iв.доп - допустимое действующее значение тока вентиля, А;


д) для полупроводниковых триодов


hello_html_5306ee8f.gif (7)


где Рк - мощность, рассеиваемая на коллекторе, вт;

Рк.доп - допустимая мощность рассеивания на коллекторе, Вт;


е) для транзисторов


hello_html_5306ee8f.gif


где Рк - мощность, рассеиваемая на коллекторе, вт;

Рк.доп - допустимая мощность рассеивания на коллекторе, Вт;


На рисунках 2 - 6 приведены зависимости hello_html_45460164.gif-характеристик от температуры и kн для основных электрорадиоэлементов и коэффициента нагрузки..

hello_html_m7a0e6e73.png




Рис. 2. Зависимости относительной частоты отказов непроволочных сопротивлений от изменения температуры окружающей среды












hello_html_m76481e23.png




Рис. 3. Зависимости относительной частоты отказов проволочных сопротивлений от изменения температуры окружающей среды и коэффициента нагрузки.










hello_html_5817842c.png








Рис. 4. Зависимости относительной частоты отказов слюдяных конденсаторов от изменения температуры окружающей среды и коэффициента нагрузки.




hello_html_57aa882f.png






Рис. 5. Зависимости относительной частоты отказов бумажных конденсаторов от изменения температуры окружающей среды и коэффициента нагрузки.






hello_html_4a824f19.png







Рис. 6. Зависимости относительной частоты отказов элект.ровакуумаых и полупроводниковых приборов от изменения температуры и коэффициента нагрузки.





Таким образом, задача оценки параметров надежности элементов сводится к определению коэффициента нагрузки и окружающей температуры. Эти данные являются исходными для расчета частот отказов элемента и блока.

Расчет частоты отказов блока hello_html_45460164.gifбл основывается на допущении независимости отказов, т. е. при расчете принимается, что случайные отказы различных элементов блока не зависят друг от друга. Тогда на основании известной теоремы умножения вероятностей независимых событий вероятность безаварийной работы блока в течение заданного времени tз определится с учетом формулы 2 как


hello_html_6424a2a.gif, (8)


где hello_html_1b9e43c9.gif - частота отказов i-го элемента блока, 1/ч;

п - число элементов блока, отказ которых приводит

к отказу блока.

или


hello_html_m71a285f.gif, (9)


Если в блоке имеется от одинаковых элементов, находящихся в идентичных условиях эксплуатации, выражение (10-10) принимает вид:

hello_html_3d2b7155.gif, (10)

где mi — число элементов i-го типа, находящихся в идентичных условиях эксплуатации.


Учитывая изложенное выше, расчет ожидаемой надежности аппаратуры (нерезервированных блоков), предназначенной для работы в течение времени tз с момента включения, ведется по следующей схеме:

1. Анализируется принципиальная схема блока с точки зрения надежности:

а) Составляется структурная схема блока с точки зрения надежности, которая состоит из последовательно соединенных элементов, влияющих на нормальную работу блока (другими словами, в схему включаются элементы, отказ которых приводит к отказу аппаратуры).

Примечание. При наличии в блоке резервных элементов они изображаются на структурной схеме в виде параллельных цепей и расчет надежности последних проводится по методике оценки надежности резервированных систем.

б) Составляется таблица режимов работы элементов схемы по таблицам приложения и по рис. (2-6) определяются значения hello_html_45460164.gif- характеристик всех элементов.

Результаты заносятся в таблицу 1.

Таблица 1

Наименование и тип элемента


Режим работы

Коэффициент нагрузки kн


Окружающая температура


hello_html_45460164.gif-характеристика

фактический


по ТУ


номинальное значение

(приложение)


с учетом условий эксплуатации


1


2


3


4


5


6


7





В столбец 3 вносятся основные параметры, — определяющие режимы работы элементов, например: для резисторов — мощность рассеивания, для конденсаторов - рабочее напряжение и т. д.

2. Определяется ожидаемая частота отказов блока или среднее, время безаварийной работы.

Суммарная частота отказов блока с учетом условии эксплуатации определяется на основании данных табл. 1 и равна:

hello_html_m6d7a7c54.gif, (11)


где hello_html_m4a406198.gif - значение частоты отказов i-го элемента, записанное в седьмом столбце табл. 1;

п—число элементов блока, включенных в структурную схему для расчета надежности.


Среднее время безаварийной работы определяется из выражения

hello_html_1efc9bf2.gif, (12)

3. По формуле (2) рассчитывается ожидаемая вероятность работы аппаратуры в течение времени t3

после включения.

Приведенное соотношение справедливо для нерезервированных устройств в предположении того, что к моменту включения аппаратура была исправна. В том случае, если аппаратура в процессе эксплуатации может ремонтироваться и требуется определить вероятность безаварийной работы в течение заданного интервала времени t3 с учетом этого фактора, выражение (2) принимает вид:

hello_html_55e68ec3.gif, (13)

где kГ—коэффициент готовности аппаратуры


hello_html_4e45e7fb.gif, (14)


где То—среднее время безаварийной работы аппаратуры, ч;

ТВ — среднее время поиска и устранения неисправности, ч.


Соотношение (13) определяет вероятность того, что аппаратура проработает безотказно в течение интервала времени t3, начиная с любого момента времени.

Формула (13) применима для наземной, аппаратуры, когда имеется возможность произвести ремонт аппаратуры в процессе эксплуатации, в то время как формула (2) применима для бортовой аппаратуры.

Следует заметить, что приведенные соотношения выведены в предположении существования совершенно определенного заданного интервала времени работы. В том случае, когда заданный интервал времени работы t3 является случайной величиной, вероятность безаварийной работы Ро(t3) является также случайной величиной с определенным, часто весьма сложным законом распределения, а в качестве оценок надежности необходимо рассматривать математическое ожидание и дисперсию случайной величины Рo.

Все сказанное относится к блокам, не имеющим резерва. В связи с тем, что требования по надежности к аппаратуре в настоящее время являются весьма жесткими, а существующая технология изготовления электроэлементов не позволяет получить частоту отказов элементов hello_html_1b9e43c9.gif, обеспечивающую выполнение заданных требований, возникает необходимость введения резервирования аппаратуры. Резервирование, как правило, осуществляется в системах путем введения резервных блоков.



Надежность систем без резерва рассчитывается по формуле (12), только частота отказов системы hello_html_7b720f98.gifопределяется как сумма частот отказов блоков:

hello_html_1a4e1db7.gif, (15)

где hello_html_5db6bb79.gif - частота отказов i-го блока;

S - число блоков в системе.

Различают два основных способа резервирования систем: по блокам и по системам в целом.

Не останавливаясь на доказательстве, укажем, что экономически резервировать систему по блокам значительно выгоднее, чем по системам в целом. Поэтому при проектировании систем источников питания в случае необходимости введения резервной аппаратуры с экономической точки зрения предпочтительнее выбирать схему с резервными элементами внутри блоков. Если это оказывается невозможным, то в системе следует предусмотреть резервные блоки. И только в крайнем случае следует резервировать систему в целом.

Системы источников питания могут резервироваться блоками, находящимися в горячем или холодном резерве.

Горячим резервом называется аппаратура, обладающая теми же характеристиками, что и основная, подключенная параллельно основной и работающая одновременно с нею.

Холодным резервом называется аппаратура, обладающая теми же характеристиками, что и основная, исправная и готовая к включению в любой момент времени. Перевод аппаратуры холодного резерва в горячий или основной комплект требует некоторого времени.


Определим вероятность безаварийной работы аппаратуры, состоящей из основного блока и r - 1 блоков, находящихся в горячем резерве.


На основании известных соотношений теории вероятностей

hello_html_1a3c9c18.gif, (16)

где hello_html_ff3c06f.gif - вероятность безаварийной работы одного блока в течение времени t3;

r - общее число блоков (основной и резервные).


Среднее время безаварийной работы такой системы составляет:

hello_html_m50cfaac1.gif, (17)

где Tобл - среднее время безаварийной работы одного блока.


Формула (16) справедлива для бортовой аппаратуры. Для аппаратуры наземного типа, состоящей из основного блока и r1 резервных, вероятность безаварийной работы в течение интервала времени t3 определяется как

hello_html_m742b5e5a.gif, (18)

где hello_html_71df153b.gif - число сочетании из r по i;

kГ — коэффициент готовности.


Приведенные соотношения позволяют определить вероятность безаварийной работы резервированной и нерезервированной бортовой и наземной аппаратуры в случае заданного постоянного времени выполнения задачи t3.


2. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ И РАСЧЕТА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ


Наименьшие номинальные значения основных размеров элементов конструкции печатных плат для узкого места в зависимости от класса точности приведены в таблице 1.

Таблица 1

Условное обозначение

Номинальное значение основных параметров для класса точности

1

2

3

4

5

t, мм

0,75

0,45

0,25

0,15

0,10

S, мм

0,75

0,45

0,25

0,15

0,10

b, мм

0,30

0,20

0,10

0,05

0,025

γ *

0,40

0,40

0,33

0,25

0,20

* γ – отношение номинального значения диаметра наименьшего из металлизированных отверстий к толщине печатной платы.

Печатные платы обладают электрическими и конструктивными параметрами.

К электрическим параметрам относятся:

  • t – ширина печатного проводника;

  • S – расстояние между печатными проводниками;

  • b – радиальная ширина контактной площадки;

  • R – сопротивление печатного проводника;

  • C – емкость печатного проводника;

  • L – индуктивность печатного проводника.

К конструктивным параметрам печатных плат относятся:

  • размеры печатной платы;

  • диаметры и количество монтажных отверстий;

  • диаметры контактных площадок;

- минимальное расстояние между центрами двух соседних отверстий для прокладки нужного количества проводников.

Выбрав материал печатной платы, определяем ширину печатного проводника по формуле:

hello_html_m72231d45.gifhello_html_m72c91946.gif,

где I – ток, А, протекающий по проводнику;

h – толщина фольги, мм;

j – плотность тока, А/мм2.

Максимально допустимая плотность тока для печатных проводников следующая:

30 А/мм2 для внешних слоев печатной платы бытовой аппаратуры;

20 А/мм2 для внешних слоев печатной платы специальной аппаратуры;


15 А/мм2 для внутренних слоев многослойной печатной платы.

Минимальное расстояние между печатными проводниками определяется из соображений обеспечения электрической прочности. Значения допустимых рабочих напряжений между элементами проводящего рисунка, расположенные на наружном слое печатной платы, приведены в таблице 2.


Таблица 2

Расстояние между элементами проводящего рисунка

Значение рабочего напряжения, В

ГФ

СФ

От 0,1 до 0,2 мм

-

25

Св.0,2 '' 0,3 ''

30

50

'' 0,3 '' 0,4 ''

100

150

'' 0,4 '' 0,7 ''

150

300

'' 0,7 '' 1,2 ''

300

400

'' 1,2 '' 2,0 ''

400

600


Зная t и S, из конструктивных соображений выбирается класс точности печатной платы.

Выбрав класс точности изготовления печатной платы, можно определиться со способом изготовления печатной платы.

Сопротивление печатного проводника рассчитывается по формуле:


hello_html_1ba90a27.gif

где ρ – удельное сопротивление меди, Ом·мм2/м;

l – длина проводника, м.

Удельное сопротивление меди зависит от метода изготовления проводящего слоя. Если проводники формируются методом химического травления фольги, то удельное сопротивление меди будет равно 0,0175 Ом·мм2/м, а при электрохимическом наращивании меди пленка более рыхлая и удельное сопротивление равно 0,025 Ом·мм2/м, при комбинированном методе изготовления печатной платы, когда проводники получаются методом химического травления, а металлизация отверстий производится методом электрохимического наращивания, удельное сопротивление будет равно 0,020 Ом·мм2/м. Паразитные параметры платы C и L оказывают влияние на частотах выше 50 МГц, здесь расчет этих параметров не приводится. При необходимости можно воспользоваться /1/, где дается определение этих параметров платы.


Определение конструктивных параметров платы

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

hello_html_m61cc8caf.gif

где FЭРЭ – площадь, занимаемая электрорадиоэлементами (ЭРЭ);

FТО – площадь, занимаемая технологическими и/или крепежными отверстиями;

FСВ – площадь, которую не должны занимать электрорадиоэлементы по конструктивным соображениям;

КЗ – коэффициент заполнения печатной платы, обычно берется в пределах 0,3–0,8.

Площадь, занимаемая ЭРЭ, определяется по установочным размерам электрорадиоэлементов. Для упрощения расчетов исходные данные целесообразно занести в таблицу вида:

Тип ЭРЭ

Количество

Площадь, занимаемая одним ЭРЭ

Площадь, занимаемая всеми ЭРЭ







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

hello_html_5a4ec412.gif

где dТО – диаметр технологических и/или крепежных отверстий;

n – количество отверстий.

Посчитав площадь печатной платы, необходимо выбрать размеры платы согласно ГОСТ 10 317-79.

Размеры каждой из сторон печатной платы должны быть кратными:

2,5 мм - при длине до 100 мм включ.;

5,0 мм - при длине до 350 мм включ.;

10,0 мм - при длине более 350 мм.

Максимальный размер любой из сторон должен быть не более 470 мм.

Соотношение линейных размеров    сторон печатной    платы должно быть не более 3:1.

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

hello_html_1e4269a1.gif

где hello_html_m7bc2472a.gif и hello_html_108634e8.gif выбранные размеры печатной платы.


Диаметры монтажных отверстий должны быть несколько больше диаметров выводов ЭРЭ, причем

dО = dВ + , при d ≤ 0,8 мм Δ = 0,2 мм,

при d > 0,8 мм Δ = 0,3 мм,

при любых d Δ = 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.


Диаметры контактных площадок определяются по формуле:

hello_html_7e2470b6.gif

где b – радиальная ширина контактной площадки, мм;

Δd – предельное отклонение диаметра монтажного отверстия, мм;

Тd – значение позиционного допуска расположения осей отверстий, мм;

ТD – значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок, мм.

Позиционные допуски расположения элементов конструкций для первых трех классов точности печатных плат приведено в таблицах 3, 4, 5.

Таблица 3

Диаметр отв.

d, мм

Наличие метал-лизации

Предельное отклонение диаметра Δd, мм. Для класса точности

1

2

3

До 1,0

б/метал.

±0,10

±0,10

±0,05

с метал. б/оплавл.

+0,05; -0,15

+0,05; -0,15

+0; -0,10

С метал. и оплавл

+0,05; -0,18

+0,05; -0,18

+0; -0,18

Св. 1,0

б/метал.

±0,15

±0,15

±0,10

с метал. б/оплавл.

+0,10; -0,20

+0,10; -0,20

+0,05; -0,15

С метал. и оплавл

+0,10; -0,23

+0,10; -0,23

+0,05; -0,18


Таблица 4

Размеры печатной платы по большей стороне, мм

Значение позиционного допуска расположения осей отверстий Тd, мм*, для класса точности

1

2

3

До 180 включая

0,20

0,15

0,08

Св. 180 до 360

0,25

0,20

0,10

Свыше 360

0,30

0,25

0,15


Таблица 5

Вид изделия

Размер печатной платы по большей стороне

Значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок TD, мм для класса точности

1

2

3

ОПП; ДПП; ГПК; МПП (наружный слой)

До 180 включ.

0,35

0,25

0,15

Св.180 до 360

0,40

0,30

0,20

Св.360

0,45

0,35

0,25

МПП (внутренний слой)

До 180 включ.

0,40

0,30

0,20

Св.180 до 360

0,45

0,35

0,25

Св.360

0,50

0,40

0,30


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

hello_html_m10253c17.gif

где dО1 и dО2 – диаметры монтажных отверстий, между которыми прокладываются проводники, мм; n – количество прокладываемых проводников; Δt – предельное отклонение ширины печатного проводника, мм; Tl – значение позиционного допуска расположения печатного проводника, мм.

Значения предельных отклонений ширины печатного проводника и позиционных допусков расположения печатных проводников для первых трех классов точности печатных плат приведены в таблицах 6 и 7.

Таблица 6

Наличие металлического покрытия

Предельное отклонение ширины печатного проводника Δt, мм, для класса точности

1

2

3

Без покрытия

hello_html_39b7a950.gif0,15

hello_html_39b7a950.gif0,10

hello_html_39b7a950.gif0,05

С покрытием

+0,25

-0,20

+0,15

-0,10

hello_html_39b7a950.gif0,10

hello_html_m72231d45.gifhello_html_m72231d45.gifТаблица 7hello_html_m72231d45.gifhello_html_m72231d45.gif

Вид изделия

Значение позиционного допуска расположения печатного проводника Tl , мм, для класса точности

1

2

3

ОПП; ДПП; ГПК; МПП (наружный слой)

0,2

0,10

0,05

МПП (внутренний слой)

0,3

0,15

0,10




Печатный проводник имеет большое отношение ширины к толщине поперечного сечения, благодаря чему площадь поверхности проводника большая.

Большая поверхность и хороший тепловой контакт с изоляционным основанием обеспечивают интенсивную отдачу теплоты от проводника изоляционной плате и в окружающее пространство, что позволяет пропускать через печатные проводники значительно большие токи, чем через объемные того же сечения.

Для печатных плат, используемых в бытовой аппаратуре, допускается плотность тока до 30 А/мм2. При этом заметного нагрева проводников не наблюдается.

Допустимое рабочее напряжение между двумя расположенными рядом печатными проводниками зависит от минимального зазора между ними (табл. 1).

Таблица 1

Допустимое рабочее напряжение между проводниками печатной платы



Материал



Напряжение, В, не более, при расстоянии между

проводами, мм

0,15


0,2


0,25


0,3


0,4


0,5


0.6


0,8


1


1,5


2,5


Гетинакс





30


50


75


100


125


175


250


400


450


Стеклотекстолит

20

25

30

50

75

100

125

175

250

400

500


Сопротивления печатных проводников можно рассчитать по формуле

hello_html_m57c92ec9.gif (1)

При этом следует учитывать, что слой меди, полученный электролитическим осаждением, имеет менее плотную структуру, чем проводник, полученный травлением фольги. Поэтому для проводников, изготовленных химическим методом, нужно в формулу подставлять hello_html_559178e5.gif=0,0175 (Ом мм2)/м. Для проводников, полученных электрохимическим методом, следует принимать

hello_html_559178e5.gif=0,0235 (Ом мм2)/м. При комбинированном методе удельное сопротивление проводника определяется как участками из фольги, так и участками, полученными электрохимическим методом, и hello_html_7761a5db.gif0,02 (Ом мм2)/м.


Между двумя параллельно расположенными проводниками могут появиться гальванические связи за счет утечек по изоляции, а также емкостные. Емкость между печатными проводниками можно вычислить по формуле

hello_html_792b8012.gif, (2)

где С—емкость, пФ;

k—коэффициент, зависящий от ширины проводников и их взаимного расположения (значения

для часто встречающихся в практике случаев приведены на рис. 2);hello_html_m4843a36b.png

l—длина взаимного перекрытия проводников, см; hello_html_m11b52dbb.gif—диэлектрическая проницаемость среды,

заполняющей пространство между проводниками.




Значение коэффициента k в формуле.

При расположении проводников, которому соответствуют графики 1 и 2 на рис. 2, линии электрического поля проходят частично через воздух, а частично через изоляцию платы. Поэтому в () следует подставлять среднеарифметическое значение диэлектрической проницаемости воздуха и изоляционной платы, которое можно определить по формуле

hello_html_6c7ee5a9.gif (3)

где hello_html_621989e7.gif- диэлектрическая проницаемость изоляционной платы, на которой расположены печатные

проводники.

Для взаимного расположения проводников, соответствующего графикам 3 и 4

hello_html_m7852b2c.gif, (4)


Между двумя расположенными параллельно проводниками кроме емкостной существует индуктивная взаимосвязь.

hello_html_m4f7915be.png

Для расположения проводников, показанных на рисунке взаимоиндукцию можно определить по формуле:


hello_html_2b76b810.gif (5)

где М - взаимоиндукция, нГн;

l - длина проводника, см;

D - расстояние между проводниками, см.




















Приложение 1

(Основные справочные данные радиоэлементов)


hello_html_683cdca8.pnghello_html_36c7a807.png

hello_html_m740dc02d.png

























hello_html_63ab9b6.pnghello_html_3205e401.pnghello_html_3f41ce3b.png






















hello_html_m69ab62e5.pnghello_html_6f1f9e4b.pnghello_html_m4098d1.png






















hello_html_m1743c36d.pnghello_html_6087e01e.png


Интенсивность отказов некоторых электрорадиоэлементов


Наименование элемента

oi·106, 1/ч

Наименование элемента

oi·106, 1/ч

1

2

1

2

Полупроводниковые приборы

Ge

Si



Диоды

Выпрямительные точечные

« микроплоскостные

« плоскостные

« повышенной мощности

« « надежности

Импульсные точечные

« плоскостные мезадиоды

Импульсные сплавные

Управляемые

Стабилитроны

Варикапы

Диодные сборки

Транзисторы

Маломощные низкочастот.

Мощные низкочастотные

Маломощные высокочаст.

Мощные высокочастотные

Транзисторные сборки


Непроволочные резисторы

С2-23 0,125 Вт

« 0,25 «

« 0,5 «

« 1,0 «

« 2,0 «

С2- 33 0,125 «

« 0,25 «

« 0,5 «

« 1,0 «

« 2,0 «

СП3-38

СП3-4

СП4-3

Проволочные резисторы

С5-5

С5-25

СП5-16

РП-2




0,07

-

-

-

-

0,3

0,2

-

-

-

-

-


0,3

0,46

0,26

0,5

-



0,2

0,07

0,5

0,5

0,25

-

0,25

0,06

0,5

0,5

0,5

0,1


0,4

0,26

0,13

0,17

0,1


Конденсаторы

Керамические

Стеклянные

Слюдяные

Бумажные

Металлобумажные

Пленочные

Электролитические Al

Электролитические Та


Моточные изделия

Автотрансформаторы

Трансформаторы силовые

« импульсные

« высоковольтные

Дроссели

Катушки индуктивности

Линии задержки


Микросхемы

Полупроводниковые:

-малой интеграции

-большой интеграции

-процессоры

Гибридные

Микросборки

Переключатели и другие элементы

Кнопочные

Галетные

Тумблеры

Предохранители

Кварцы

Пьезоэлементы

Разъемы высокочастотные

« низкочастотные

Гнезда контактные

Лампы сигнальные

Светодиоды

Реле электромеханические

Реле малогабаритные

Пайка




0,14

0,16

0,12

0,18

0,2

0,2

0,24

0,22




0,5

0,3

0,1

0,4

0,1

0,05

0,5



0,1

0,15

0,2

0,8

1,0




1,2

1,3

2,5

0,8

2,7

1,8

0,2

0,3

0,1

0,8

1,8

1,4

0,6

0,004



0,02

0,03

0,04

0,06

0,08

0,03

0,04

0,05

0,07

0,09

0,07

0,09

0,1



0,1

0,2

0,4

0,3




57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 20.10.2015
Раздел Другое
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров184
Номер материала ДВ-081199
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх