Устройство управления работой системы безопасности (стр. 5 из 13)
В результате как показано на рис. 3.5, данная схема стабилизирует напряжение 3,3 В начиная с 4,5 В источника
Рис. 3.5 – DC Sweep анализ
Чтобы проверить как стабилизатор справляется с низкочастотной помехой, промоделируем схему, подключив на вход источник синусоидального напряжения 50 Гц со смещением в 5 В и амплитудой колебаний 0,1 В. Для этого вместо источника постоянного напряжения VDC установим источник типа VSIN, как показано на рис. 3.6.
Рис. 3.6. Схема питания с источником синусоидального сигнала
На рис. 3.7 показан сигнал, подаваемый на вход, а на рис. 3.8 – сигнал получаемый на выходе стабилизатора.
Рис. 3.7. Входной синусоидальный сигнал
Рис. 3.8. Выходной сигнал стабилизатора
Как видно из рис. 3.8. амплитуда колебаний составляет 0,00006 В, при входной амплитуде 0,1 В.
Т.е. коэффициент подавления будет:
(Дб);4. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОГО УЗЛА УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ
4.1 Выбор и обоснование типа и материала печатной платы
Печатной платой (ПП) называется материал основания, вырезанный по размеру, содержащий необходимые отверстия и по меньшей мере один проводящий рисунок. Материал для печатной платы должен обладать следующими свойствами:
- иметь минимальные ε, tgδ, TKp, ТКε;
- для стабильной работы и исключения паразитных емкостей p и Unp максимум;
- ТКЛР печатной платы близок к ТКЛР меди;
- теплопроводность и теплоемкость должны быть максимальны для отвода тепла от печатных медных проводников;
- стойкость к химическим, внешним воздействиям;
- высокие механические свойства (твердость, прочность на изгиб, сжатие, растяжение, вибростойкость);
- допускать возможность обработки резанием и штамповкой;
- сохранять свои свойства при воздействии климатических факторов, а также в процессе создания рисунка схемы и пайки.
Для изготовления печатных плат используются слоистые диэлектрики, плакированные электролитической медью. К материалам печатных плат предъявляются следующие требования:
- Они должны обладать высокой термостойкостью (260° С в течение 5-20 с) и малой влагопроницаемостью (0,2 % - 0,8 %);
- Поверхностное сопротивление при 40° С должно быть не менее 104 МОм.
- Чистота меди должна быть не менее 99,5 %;
- Шероховатость не хуже 0,4 мкм.
Основными материалами для изготовления печатных плат являются:
- гетинакс;
- стеклотекстолит.
Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные представляют собой слоистые прессованные пластики, изготовленные на основе бумаги (гетинакс) или ткани из стеклянного волокна (стеклотекстолит), пропитанные термореактивными смолами и облицованные с одной или двух сторон медной электролитической фольгой.
Часто для изготовления печатных плат используют стеклотекстолит фольгированный травящийся, который представляет собой листовой прессованный слоистый пластик, изготовленный из стеклоткани, пропитанной искусственной термореактивной смолой и облицованный с одной или двух сторон электролитической фольгой с гальваностойким покрытием или медной электролитической оксидированной фольгой. Он предназначен для изготовления многослойных печатных плат методом металлизации сквозных отверстий. Еще – диэлектрик фольгированный тонкий, который изготавливают из стеклоткани, пропитанной термореактивной смолой и облицованной с одной или двух сторон электролитической фольгой.
В качестве материала для изготовления ПП выбираем стеклотекстолит СФ-2-35-1.5 ГОСТ 10316-88 он выдерживает перепады температур, вибрационные нагрузки, климатические удары (в отличие от гетинакса, который со временем имеет свойство расслаиваться):
- толщина фольги – 35 мкм;
- толщина основания (стеклотекстолита) - 1.5 мм.
Выбор конструкции печатной платы (ПП) мы будем осуществлять по таким критериям:
· габаритный;
· критерий плотности рисунка печатных проводников;
· материал основания;
· число слоев;
· технологичность конструкции.
Размеры ПП выбираются исходя из плотности компоновки размещения N (ИС/см2), которая зависит от размеров печатной платы, и исходя из требований к температурным диапазонам работы печатной платы, механической прочности, разрешающей способности фотолитографии, и др.
Оптимальным решением для данного устройства есть выбор двухсторонней печатной платы (ДПП) с металлизированными монтажными и переходными отверстиями. Этот тип плат характеризуется высокими коммутативными свойствами, повышенной прочностью соединения вывода навесного элемента с проводящим рисунком платы.
Применение ДПП позволяет значительно облегчить трассировку, оптимально разместить элементы, уменьшить габариты платы, уменьшить расход материала, обеспечить надежность соединений.
Поэтому для разработки печатного узла устройства управления работой системы безопасности выбираем двухстороннюю печатную плату.
4.2 Выбор класса точности ПП
Геометрические размеры печатных проводников (ширина, расстояние между проводниками и т.д.) определяются классом точности печатного монтажа. По этому критерию печатные платы делят на 5 классов. Исходя из всех основных требований к печатному узлу (быстродействие, минимальная стоимость и габариты, надежность) выбираем 3-ий класс точности печатного монтажа:
· плотность монтажа – средняя;
· минимальная ширина проводника b, мм – 0,25;
· расстояние между краями проводников S, мм – 0,25;
· разрешающая способность RС, пр/мм – 2;
· предельный размер печатной платы, мм – 200х200.
Для вычерчивания взаимного расположения печатных проводников, контактных площадок, монтажных отверстий, переходных отверстий, использую координатную сетку прямоугольной системы координат. Для 3-го класса точности принимаем шаг координатной сетки 1,25 мм.
4.3 Конструкторско-технологический расчет
1. Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и «земли»:
 | (4.1) |
- максимальный допустимый (суммарный) протекающий ток по шине питания и шине «земля». 
- допустимая плотность тока для печатных плат, изготовленных комбинированным методом. 
- толщина проводника  | (4.2) |
- толщина слоя гальванически осажденной меди.
- толщина слоя химически осажденной меди. 
Таб.4.1 – Потребляемые токи
| Тип ИС | Iпотр, мА |
| PIC16F73 | 25 |
| 24LC01B | 3 |
| LM317 | 6 |
| KPEH5A | 6 |
| PC457 | 25 |
Согласно таблице 4.1
∑Iпотр=65 мА
_____ 
2. Определяем минимальную ширину проводника с учетом допустимого падения напряжения на нем:
 | (4.3) |
- длинна самого длинного проводника на моей печатной плате. 
.3. Определяем номинальный диаметр монтажного отверстия:
 | (4.4) |
- диаметр вывода ИС в корпусе второго типа. 
- нижнее предельное отклонение от номинального значения монтажного отверстия. 
- разность между минимальным диаметром монтажного отверстия и максимальным диаметром вывода. 
.4. Определяем диаметр контактной площадки:
 | (4.5) |
