Разработка конструкции и технологии изготовления модуля управления временными параметрами
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
По формуле (5.5) рассчитаем диаметр контактной площадки монтажных отверстий:
Минимальное расстояние для прокладки го количества проводников между двумя отверстиями с контактными площадками определим по формуле (3.18):
т.е. между двумя контактными площадками можно провести только один проводник.
Подтвердим данный расчет, расчетом на ЭВМ. В приложении 1 приведены результаты расчета элементов печатного рисунка на ЭВМ.
Произведем расчет максимальной длины печатных проводников.В печатных платах ЭВС проводники проходят на достаточно близком расстоянии друг от друга и имеют относительно малые линейные размеры сечения. При большом времени переключения и малых тактовых частотах параметры печатных проводников, соединяющих выходы этих элементов с входами других, не оказывают существенного воздействия на быстродействие всей схемы в целом и на помехоустойчивость элементов.
С увеличением быстродействия схемы все большее значение приобретают вопросы высокочастотных связей. Особенно это важно в микроэлектронных изделиях, поскольку время переключения составляет единицы и доли наносекунд и высока плотность размещения микросхем.
При передаче высокочастотных импульсных сигналов по печатным элементам платы из-за наличия индуктивного сопротивления проводников, взаимной индуктивности и емкости, сопротивления утечки между проводниками и др., сигналы задерживаются, отражаются, искажаются, появляются также перекрестные помехи. Поэтому необходима проверка электрических параметров печатных проводников по переменному току.
Распределение переменного тока по сечению печатного проводника вследствие поверхностного эффекта неравномерно. При протекании по проводнику высокочастотного переменного тока внутри проводника образуется магнитное поле, приводящее к возникновению индукционного тока, взаимодействующего с основным. Вследствие этого происходит перераспределение тока по сечению проводника, и в результате его плотность в периферийных областях сечения возрастает, а ближе к центру уменьшается. На очень больших частотах ток практически равен нулю во внутренних слоях проводника.
Емкость между печатными проводниками, используемыми в качестве линий связи в логических схемах (также как индуктивность и взаимоиндуктивность) служит источником помех. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся случаи.
Емкость между параллельными печатными проводниками одинаковой ширины, расположенной на одной стороне платы:
(5.9)
где- ширина зазора между соседними печатными элементами;
диэлектрическая проницаемость среды, которая определяется из выражения:
(5.10)
гдедиэлектрическая проницаемость лака УР-231 ();
диэлектрическая проницаемость материала платы (для стеклотекстолита ).
Следовательно,
;
Емкость между двумя параллельными проводниками, расположенными по обе стороны печатной платы с толщиной диэлектрика:
(5.11)
где толщина изоляционного слоя, равная
Следовательно,
Собственная индуктивность печатного проводника:
(5.12)
Следовательно,
Индуктивность двух параллельных печатных проводников шириной, расположенных с одной стороны печатной платы и с заземляющей плоскостью:
(5.13)
где ширина двух параллельных печатных проводников, мм.
Следовательно,
Индуктивность двух параллельных печатных проводников шириной, расположенных с одной стороны печатной платы без заземляющей плоскости:
(5.14)
Следовательно,
Конструктивная задержка в одиночном печатном проводнике зависит от паразитной индуктивности и емкости:
(5.15)
где погонная задержка в проводнике;
магнитная проницаемость ( для немагнитных материалов).
Следовательно,
Паразитная индуктивность и емкость определяются по формулам:
(5.16)
(5.17)
Следовательно,
Для определения допустимых величин паразитных связей на печатных платах следует учитывать динамическую помехоустойчивость применяемых микросхем. Ее следует рассчитывать для двух случаев:
- ложное срабатывание: помеха может привести к переключению микросхем функционального узла, не предусмотренному алгоритмом его работы;
- сбой сигнала: помеха накладывается на информационный сигнал и препятствует переключению микросхем функционального узла в соответствии с алгоритмом их работы.
Динамическая помехоустойчивость микросхем характеризуется значениями амплитуды импульса помехи , длительностью помехи , при которых еще не происходит переключения R-S триггера.
Значение допустимой величины паразитной емкости между двумя соседними проводниками, полученное на основе экспериментального определения помехоустойчивости микросхем для случаев ложного срабатывания и сбоя сигнала для микросхем серии 1533 соответственно равны
Сбой сигнала следует учитывать в случае максимального быстродействия, при этом обеспечивается условие отсутствия ложных срабатываний.
Экспериментально полученное значение допустимой величины индуктивности шин заземления в зависимости от величин протекающего в них импульсного тока, при которых еще не происходит переключение микросхем от