Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. сборник научных трудов. Муратов А.В., Макаров О.Ю
ε′ = |
|
(3) |
|
ε0 – диэлектрическая проницаемость воздуха; ε – диэлектрическая проницаемость материала платы [3].
Паразитная индуктивность может возникнуть также изза переходных отверстия между слоями печатных плат.
Рис. 1. Размеры переходных отверстий [4]
Паразитная индуктивность переходного отверстия рассчитывается по формуле:
L = 2T ln |
|
+1 |
(4) |
|
где Т – толщина диэлектрического основания платы
(см);
d – диаметр отверстия между слоями рассматриваемой
(см).
Предложенная на рис. 2 реализация процедур проектирования плат цифровой обработки технология необходимо учитывать ряд критериев и ограничений, направленных на обеспечение электромагнитной и тепловой совместимости.
76
Рис. 2. Алгоритм реализации процедур проектирования печатных плат цифровой обработки
Процедура компоновки представляет собой оптимальное объединение модулей низшего уровня конструктивной иерархии (различные электронных компонентов) в модули более высокого уровня (печатные платы).
Требования при компоновке предъявляются к следующим параметрам: площадь монтажной плоскости печатной платы цифровой обработки; число компонентов, установленных на одной печатной плате; количество выводов печатных плат цифровой обработки и т.д. Соблюдение Данных критериев может позволить обеспечить заданные конструкторские радиоустройств и показатели стоимости.
При дальнейшей разработке рисунка проводников на печатной плате цифровой обработки выбирается их ширина и протяженность между посадочными местами электронных компонентов с учетом величины протекающего тока, задается расстоянием между краями соседних дорожек, для цепей питания и земли может быть использован дополнительный слой металлизации.
77
Для повышения уровня надежности радиоустройства, а также для снижения внешних влияний электромагнитных полей при проектировании печатных плат цифровой обработки учитываются следующие критериями:
–достижение минимального пути сигнального тока;
–минимальное количество слоев и переходных отверстий между ними;
–токопроводящий рисунок должен иметь минимум из-
гибов;
–расположение электронных компонентов на плате, позволяющее достичь минимальной длины проводящих дорожек;
–равномерное распределения топологического рисунка по поверхности печатной платы цифрового радиоустройства.
В ходе проектирования не всегда удается следовать всем вышеперечисленным требованиям, таким образом на различных этапах трассировки будет в первую очередь соблюдаться наиболее приоритетный критерий.
Например, для повышения устойчивости радиоустройства к воздействию внешних электромагнитных полей, при трассировке необходимо уменьшить площадь контуров, образованных межсоединениями модуля. При соблюдении данного условия снижаются величины индуцированных токов и напряжений, уменьшается вероятность появления паразитных сигналов.
В свою очередь уменьшение суммарной длины печатных проводников позволит уменьшить задержки при передаче сигналов. Чтобы избежать отражения передаваемого сигнала, при проектировании необходимо использовать минимальное число переходов между слоями и изгибов дорожек. А минимизация длины соседних участков параллельных проводников снизит уровень перекрестных помех.
Рассмотренные аспекты проектирования печатных плат обработки цифрового сигнала позволяют обеспечить целостность сигналов и решения проблем электромагнитных помех. Печатная плата, спроектированная без ошибок, с учетом указанных критериев, дает возможность достичь высоких показателей ЭМС.
78
Литература
1.Кечиев Л.Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры.- М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. – 616 с.
2.Электронные данные - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/P-CAD
3.Картер Б. Операционные усилители для всех / Б. Картер, Р. Манчини. – М.: Додэка-XXI, 2011. – 544с.
4.Ардизони Д. Практическое руководство по разработке печатных плат для высокочастотных схем / Д. Ардизони
//Компоненты и технологии, 2007. - №12. – С.157-162.
5.Муратов А.В. Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем: сборник научных трудов / А.В. Муратов, О.Ю. Макаров. – Воронеж, Воронежский государственный технический университет. – 2019. – С. 133.
Воронежский государственный технический университет
79
УДК 621.396.96
ПРОЦЕДУРЫ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ АНТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ МЕХАНИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
П.С. Семенова, А.В. Турецкий, Ю.В. Худяков, Н.В. Ципина
Надежность радиоэлектронных конструкций, как и долговечность неотделимы друг от друга, поэтому очень важно на этапе проектирования обеспечить нужный запас прочности. Кроме того, в процессе проектирования необходимо на как можно более ранних стадиях проработки конструкции выявить недостатки и возможные места поломок.
В статье рассматриваются основные конструктивные особенности антенн, применяемых на автомобильных носителях с креплением на магнитное основание.
Ключевые слова: автомобильные антенны, нагрузка, механический
анализ.
Для ускорения процесса проектирования часто используется способ моделирования механических характеристик конструкций РЭС с применением программных продуктов CAE анализа. Одним из таких продуктов, широко применяющихся в радиоэлектронной промышленности, является Сreo Parametric, а именно его специализированный модуль Сreo Parametric Mechanica, который позволяет выявить области конструкций с повышенными механическими нагрузками. Предложена методика проектирования антенных конструкций с использованием Сreo Parametric, позволяющая значительно ускорить процесс проектирования и обеспечить надежность при эксплуатации, заданную требованиями технического задания.
Рассмотрим подробнее конструктивные особенности автомобильных антенн на магнитном основании. Магнитное основание позволяет легко установить антенну на крышу автомобиля, возможны также варианты крепление на торец кузова. Такой способ крепления не требует, каких-либо внесений изменений в конструкцию транспортного средства, не портит лакокрасочное покрытие и обеспечивает быстрый монтаж и демонтаж антенны. В тоже время магнитное основание (рис. 1) должно быть защи-
80