Электрические связи: потенциальные, внешние, межэлементные. Выбор габаритных и присоединительных размеров ЭРЭ в соответствии с ОСТ 4.010.030 – 81

Запишем все электрические связи:

1. потенциальные связи

( – ) Ç С3(1) Ç VD9(1) Ç C4(1) Ç VD14(1) Ç VD15(1) ÇVT1(э) Ç VT2(э) Ç R4(1) Ç R6(1) Ç R2(1) ÇDD3(13, 8) Ç DD2(1,8,9) Ç DD1(7)

( + ) Ç C3(2) Ç R7(1) Ç VD9(2) Ç C2(1) Ç DD1(14) Ç DD2(16) Ç DD3(16)

2. Внешние связи

1  Ç VT1(к) Ç VD10(2);

2 Ç VD11(2) Ç C4(2) ÇVD10(2) Ç R7(2) Ç VD12(2) Ç VD13(2);

3 Ç VT2(к) Ç VD11(2);

4 Ç VD12(1) Ç VD14(2);

5 Ç VD13(1) Ç VD16(2);

3. Межэлементные связи.

DD1(1,2,8) Ç R1(1) Ç C1(1)

DD1(9,11,12,13) Ç R1(2)

DD1(10,3,4,5) Ç C1(2)

DD1(6) Ç DD2(10)

C2(2) Ç DD2(15,7) Ç R2(2) Ç DD3(15)

DD2(14,2)

DD2(6) Ç DD3(14)

DD3(3) Ç VD1(1)

DD3(2) Ç VD2(1)

DD3(4) Ç VD3(1)

DD3(7) Ç VD4(1)

DD3(1) Ç VD5(1)

DD3(5) Ç VD6(1)

DD3(6) Ç VD7(1)

DD3(9) Ç VD8(1)

VD1(2) Ç VD2(2) Ç VD3(2) Ç VD4(2) Ç R3(1)

VD5(2) Ç VD6(2) Ç VD7(2) Ç VD8(2) Ç R5(1)

R3(2) Ç R4(2) Ç VT1(б)

R5(2) Ç R6(2) Ç VT2(б)

Выбор габаритных и присоединительных размеров ЭРЭ в соответствии с ОСТ 4.010.030 – 81.

Резисторы

R1, R2, R3, R4, R5, R6
Тип резистора	КИМ 0,125
Документ на поставку	ОЖО.467.060 ТУ
Номинальная мощность	0,125 Вт
Диапазон сопротивления	27 Ом – 100 Мом
Габаритные размеры	D = 2,5 мм
	L = 8 мм
	d = 0,6 мм
Установочные размеры	l = 12,5

R7
Тип резистора	ВС – 2
Документ на поставку	ГОСТ 6562 – 75
Номинальная мощность	2 Вт
Диапазон сопротивления	47 Ом – 10 МОм
Габаритные размеры	D = 9,7 мм
	L = 48,4 мм
	S = 0,5 мм
	B = 2,6 мм
Установочные размеры	l = 53,75 мм

Конденсаторы

С2
Тип конденсатора	К 50 – 6 (полярный)
Документ на поставку
Номинальная ёмкость	5 мкФ
Номинальное напряжение	10 В
Габаритные размеры	D = 6,5 мм
	Н = 13,5 мм
	d = 0,6 мм
Установочные размеры	l = 2,5 мм
С1
Тип конденсатора	К10У – 5
Документ на поставку	ОЖО. 460.045 ТУ
Группа по ТКЕ	Н 90
Номинальная ёмкость	0,033 мкФ
Номинальное напряжение	10 В
Габаритные размеры	D = 7 мм
	В = 4 мм
	d = 0,7 мм
Установочные размеры	l = 2,5 мм
С3
Тип конденсатора	К 50 – 6 (полярный)
Документ на поставку
Номинальная ёмкость	20 мкФ
Номинальное напряжение	15 В
Габаритные размеры	D = 8 мм
	Н = 13,5 мм
	d = 0,6 мм
Установочные размеры	l = 2,5 мм
С4
Тип конденсатора	ЭТО – 1
Документ на поставку
Номинальная ёмкость	20 мкФ
Номинальное напряжение	50 В
Габаритные размеры	D = 14,5 мм
	L = 13,5 мм
	d = 0,9 мм
Установочные размеры	l = 17,5 мм

Диоды

VD1, VD2, VD,3 VD4, VD5, VD6, VD7, VD8
Тип диода	Д9Б
Документ на поставку	ДР 3.362.029 ТУ
Габаритные размеры	D = 3 мм
	L = 7,5 мм
	d = 0,5 мм
	dотв = 0,6 мм
Установочные размеры	l = 17,5
VD9
Тип диода	Д814Б (стабилитрон)
Документ на поставку
Габаритные размеры	D = 7 мм
	D1 = 5 мм
	L = 15 мм
	L1 = 9 мм
	d = 1,1 мм
	d1 = 0,7 мм
Установочные размеры	l = 25 мм
VD10, VD11, VD12, VD13, VD14,VD15
Тип диода	КД208Г
Документ на поставку
Габаритные размеры	D = 3,8 мм
	L = 7 мм
	t = 0,7 мм
	S = 0,9 мм
Установочные размеры	l = 15 мм

Транзисторы

VT1, VT2
Тип транзистора	КТ604А
Документ на поставку	И93.365.005 ТУ
Габаритные размеры	D = 11,7 мм
	D1 = 9 мм
	D2 = 4,2 ± 0,3 мм
	H = 8 мм
	d = 0,6 мм

Микросхемы

Конструктивно технологический расчет.

Для соединения радиоэлементов электрической схемы проектируемого устройства между собой, в качестве базовой несущей конструкции выбираем двухстороннюю печатную плату. Учитывая что при проектировании ПП не используются интегральные схемы, а также уровень насыщенности ПП навесными элементами является невысоким, то по ГОСТ 23751-86 выбираем третий класс точности.

В соответствии с тем, что максимальный диаметр выводов навесных элементов, размещаемых на плате, равен 2,6 мм (резистор R7), то выбираем толщину платы равной 1,5 мм.

Для конструкции модуля используются двусторонние печатные платы, изготовленные комбинированным позитивным методом. Материал изготовления печатной платы – стеклотекстолит фольгированный СФ-2Н-50Г-1,5 ГОСТ 10316-78.

Размер печатной платы в соответствии с ГОСТ 10317- равен

Исходные данные:

1) расчетная толщина печатной платы Н_р, мм                                                    1,5;

2) толщина фольги h, мм                                                                                      0,05;

3)диаметр выводов радиоэлементов

D_выв1, мм                                                                                                                 0,6;

D_выв2, мм                                                                                                              0,5´2,6;

D_выв3, мм                                                                                                                 0,7;

D_выв4, мм                                                                                                                 0,9;

D_выв5, мм                                                                                                                 0,5;

4) максимальный постоянный ток I_max, мА                                                         10;

5) допустимая плотность тока i_доп, А/мм²                                                            38;

6) наибольшая длина проводника l, м                                                                 0,1.

I. Расчёт по постоянному току. Допустимое падение напряжения на проводниках не должно превышать 5% от питающего напряжения

U_доп = U × 0,05 = 9 × 0,05 = 4,5 В.

Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления

Определяем минимальную ширину печатного проводника исходя из допустимого падения напряжения на нем

где r - удельное объемное сопротивление материала проводника, Ом×мм²/м. Для меди r=0,0175 Ом×мм²/м.

Для стабильной работы печатных проводников их ширина должна быть больше b_min1 и b_min2. Поэтому ширина проводников питания и заземления равна: b=1 мм.

II Конструктивно технологический расчет.

Определяем номинальное значение диаметров монтажных отверстий:

D = D_выв + |Dd_н.о| + D_з;

где Dd_н.о – нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия; при Æ выводов > 1 мм Dd_н.о = 0,15, а при Æ < 1 мм Dd_н.о = 0,1 мм;

D_з – разница между минимальным диаметром отверстия и максимальным диаметром вывода ЭРЭ, принимаем D_з = 0,1 мм,

D_ном1= D_выв1+0,1+0,1=0,6+0,1+0,1=0,8мм;  

D_ном2= D_выв2+0,15+0,1=2,6+0,15+0,1=2,85мм;

D_ном3= D_выв3+0,1+0,1=0,7+0,1+0,1=0,9мм;

D_ном4= D_выв4+0,1+0,1=0,9+0,1+0,1=1,1мм;

D_ном5= D_выв5+0,1+0,1=0,5+0,1+0,1=0,7мм.

Определяем минимальный диаметр металлизированного переходного отверстия.

D_Mmin ³ H_p×v = 1,5×0,33 = 0,495 мм, где H_Р - расчетная толщина печатной платы;

v - коэффициент, характеризующий отношение диаметра отверстия к толщине пластины.

Так как число отверстий с различным диаметром должно быть минимальным, то принимаем диаметр переходного отверстия равным

Определяем диаметры контактных площадок. Минимальный эффективный диаметр контактных площадок

где b_M - расстояние от края просверленного отверстия до края контактной площадки (гарантийный поясок), мм;

d_d, d_P - допуски на расположение отверстий и контактных площадок, мм; d_d=0,08мм; d_P=0,2мм;

D_max - максимальный размер просверленного отверстия, мм

D_0max=D₀+Δd+0,1;             где Δd - допуск на отверстие, мм, Δd = 0,1

D₀ - номинальный диаметр металлизированного отверстия, мм;

D_0max1=D₀+0,1+0,1=0,8+0,1+0,1=1мм;

D_0max2=D₀+0,15+0,1=2,85+0,15+0,1=3,1мм;

D_0max3=D₀+0,1+0,1=0,9+0,1+0,1=1,1мм;

D_0max4=D₀+0,15+0,1=1,1+0,15+0,1=1,35мм;

D_0max5=D₀+0,1+0,1=0,7+0,1+0,1=0,9мм;

Максимальный диаметр контактной площадки:

D_max= D_min+(0,02…0,06);

где D_min- минимальный диаметр контактной площадки.

Минимальный диаметр контактных площадок, при покрытии олово-свинец

D_min1= D_1min+1,5×h_r=1,76+1,5×0,05=1,835 мм;

D_min2= D_2min+1,5×h_r=3,86+1,5×0,05=3,935 мм;

D_min3= D_3min+1,5×h_r=1,86+1,5×0,05=1,935 мм;

D_min4= D_4min+1,5×h_r=2,11+1,5×0,05=2,185 мм;

D_min5= D_5min+1,5×h_r=1,66+1,5×0,05=1,735 мм;

где h_r - толщина металлорезиста, мм;

Максимальный диаметр контактных площадок отверстий

D_max1= D_min1+0,02=1,835+0,02=1,855 мм;

D_max2= D_min2+0,02=3,935+0,02=3,955 мм;

D_max3= D_min3+0,02=1,935+0,02=1,955 мм;

D_max4= D_min4+0,02=2,185+0,02=2,205 мм;

D_max5= D_min5+0,02=1,735+0,02=1,755 мм;

Округляем максимальный диаметр контактных площадок до значений равных: D_max1=3,1мм, D_max2=2,3мм, D_max3=1,8мм, D_max4=2,5мм, D_max5=2,0мм.

Определяем минимальную ширину сигнального проводника

t_min= t_min1+1,5×h+Dt=0,25+1,5×0,05+0,1=0,425 мм, где Dt - допуск на ширину проводника, мм;

t_min1 - минимальная эффективная ширина проводника, мм.

Минимальную эффективную ширину t_min1 выбирают в соответствии с классом точности печатных плат по ГОСТ 23751-86.

Максимальная ширина сигнального проводника

t_max= t_min+0,02=0,445 мм.

Округляем максимальную ширину сигнального проводника до значения равного: t_max=0,5 мм.

Минимальные расстояния между сигнальными проводниками и контактными площадками первого типа:

где L_э- расстояние между центрами рассматриваемых элементов;

δ_l - допуск на расположение проводников, мм, δ_l =0,05мм.

Минимальное расстояние между двумя сигнальными проводниками:

S_2min1= L_Э -(t_max+2×d₁)=1,25-(0,445+2×0,05)=0,705 мм.

Минимальное расстояние между двумя контактными площадками 

S_3min1= L_Э -(D_max1+2×d_P)=3,75-(3,1+2×0,2)=0,25 мм; 

S_3min2= L_Э -(D_max2+2×d_P)=3,75-(2,3+2×0,2)=1,05 мм; 

S_3min3= L_Э -(D_max3+2×d_P)=2,5-(1,8+2×0,2)=0,3 мм; 

S_3min4= L_Э -(D_max4+2×d_P)=3,75-(2,5+2×0,2)=0,85 мм; 

S_3min5= L_Э -(D_max5+2×d_P)=2,5-(2+2×0,2)=0,1 мм.

6 Расчет электрических параметров печатной платы

1) Сопротивление печатных проводников

Так как на вход индикатора настройки радиоприемника подается сигнал звуковой частоты, то используемая печатная плата является низкочастотной.

Сопротивление проводника из однородного металла (R):

 , где r=0,0175мкОм/м - удельное электрическое сопротивление проводника