Выбор типоразмера печатной платы

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 7Следующая ⇒

При проектировании печатных плат перед разработчиком стоит задача выбора размера печатной платы. Для каждого вида печатной платы (ОПП, ДПП или МПП) разработчик должен учитывать предельно допустимые размеры плат, оговоренные выше. Кроме того, выбор типоразмеров платы определяется рядом противоречивых факторов:

1. С увеличением размера платы увеличиваются отрицательные последствия коробления платы, которые могут стать причиной обрыва, замыкания и т.д.

2. Динамические деформации в результате ударных нагрузок и линейных ускорений, передаваемых на ПП от объекта установки РЭА уменьшается при уменьшении размера ПП.

3. Увеличением размера платы ухудшает теплоотвод из центра платы из-за увеличения пути теплопотока к краю ПП, где осуществляется основной тепловой контакт с корпусом блока, который по отношению к массе ПП играет роль теплоотводящего радиатора.

4. Ремонтопригодность платы больших размеров снижается из-за затруднения поиска неисправности, а при агрегатном способе ремонта увеличивается стоимость печатного узла.

5. Платы меньшего размера проще в настройке, однако, имеют увеличенное количество внешних электрических связей между платами блока. Эго уменьшает надежность аппаратуры и увеличивает массу печатных плат за счет увеличения числа соединителей и элементов крепления, а также увеличивается обьем внутриблочного монтажа и масса блока в целом.

Толщина ОПП и ДПП определяется толщиной выбранного материала, а толщина МПП — определяется по формуле

где - толщина i-го слоя ПП

- толщина i-й прокладки

- толщина гальванически осажденных металлов.

Толщина прокладок д.б. не менее двух толщин проводников, располагающихся на внутренних слоях.

Паразитные связи

Паразитные связи на ПП обусловливаются наличием паразитной емкости (С) и паразитной взаимоиндуктивности (М) между печатными проводниками.

Паразитная емкость между двумя печатными проводниками:

где: - погонная емкость между проводниками, пФ/см;

- длина взаимного перекрытия проводника [см]

В свою очередь

где - коэффициент пропорциональности (пФ/см), определяемый из графика зависимости

для односторонней печатной платы,

где S₁ – расстояние между соседними печатными проводниками;

для двусторонней печатной платы

где - расстояние между двумя соседними печатными проводниками расположенными друг над, другом для ДПП,

- ширина проводников,

- диэлектрическая проницаемость среды для проводников на поверхности платы.

где - диэлектрическая проницаемость воздуха,

- диэлектрическая проницаемость платы.

Для лакированных плат:

где - диэлектрическая проницаемость лака.

Паразитная взаимоиндукция печатных, проводников определяется геометрией проводящею рисунка и для платы без экранирующей плоскости:

Для платы с экранирующей плоскостью:

где - длина параллельного размещения двух проводников,

t₁ и t₂ – ширина параллельно расположенных проводников.

Расчет допустимой длины параллельно расположенных соседних проводников с учетом одновременного действия ёмкостной и индуктивной паразитных связей для схемы с цифровым микросхемами осуществляется в соответствии со следующим алгоритмом:

где - допустимая длина параллельно расположенных соседних проводников при воздействии только емкостной паразитной связи,

= 20...80 пФ дня микросхем различных серий и длительности импульсного сигнала порядка - время задержки режима срабатывания.

- допустимая длина параллельно расположенных соседних проводников при воздействии только индуктивной паразитной связи.

Для платы без экранирующей плоскости:

Для платы с экранирующей плоскостью:

где - помехоустойчивость микросхем, В,

- значение логического нуля, В,

- коэффициент запаса(0, 5... 1),

- перепад тока в цепи питания при переключении микросхем, А.

В аналоговых устройствах допустимая паразитная емкость зависит от типа аналоговых микросхем и может составлять 10...25 пФ.

При компоновке печатной платы следует учитывать, что участки схемы с большим сопротивлением чувствительны к влиянию паразитных емкостей. Поэтому в высокоомных цепях рекомендуется применять узкие проводники, при этом паразитная емкость будет минимальна, а индуктивность играет второстепенную роль.

Для участков с малым сопротивлением более важны сопротивления ж индуктивности проводников. Для низкоомных сигнальных цепей применяют широкие проводники, при этом индуктивности минимальны, а емкости несущественны.

В целом взаимное расположение проводников и компонентов схемы должно быть таким, чтобы емкости между ними оказывались в участках, схемы, чтобы влияние емкости, на работу схему минимально.

Входные, чувствительные к наводкам участки схемы следует экранировать от других участков схемы, где с высокими уровнями сигналов.

Для разделения контуров сигналов следует разводить схему так, чтобы уровни сигналов нарастали от одного конца платы к другому. Источники питания подключают к тому концу платы, где уровни сигналов максимальны.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 Следующая ⇒