КИТСП_ЛАБЫ. Лабораторная работа 3 оптимизация размещения компонентов на печатной плате вариант9 Студент гр. 9584
 Скачать 336.98 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра ПМИГ Лабораторная работа №3 ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ Вариант-9
Санкт-Петербург 2022 3. ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ Цель работы: разместить корпуса электроэлементов схемы так, чтобы создать наилучшие условия для последующей трассировки. 3.1. Общие сведения Процедура размещения электроэлементов на печатной плате считается ключевой, поскольку от ее успешного решения зависят как ближайшие результаты конструирования – трассировка электрических соединений, сложность и стоимость печатной платы, так и весьма отдаленные проблемы эксплуатации, связанные с взаимным влиянием электроэлементов. Часто используются следующие критерии (параметры оптимизации) оценки результатов размещения: наибольшая длина печатного проводника, средняя длина печатного проводника, длина печатных проводников для слабых сигналов, удаленность входных-выходных цепей, регулярность в расположении цепей электропитания микросхем, взаимное расположение высоковольтных цепей, наличие цепей с индуктивной связью, равномерность распределения электроэлементов по плате, использование стандартного шага установки элементов. Эти критерии находят применение при ручном и автоматическом размещении элементов на печатных платах. Рассмотрим требования, предъявляемые к печатным платам и размещению на них радиоэлементов. Типовые унифицированные размеры печатных плат. Существуют различные системы унификации размеров печатных плат. Согласно ГОСТ 10317–79 габаритные размеры плат должны быть кратны 2,5 мм для размеров до 100 мм, 5 мм – для размеров 101…350 мм, 10 мм – для размеров 350…470 мм, соотношение размеров сторон платы не более 3 : 1. В широко распространенной системе унифицированных типовых конструкций "Евромеханика" предусмотрено несколько типов плат определенных размеров, наиболее распространенные из них – Е1 (размеры 100,00×160,00 мм) и Е2 (233,35×220,00 мм). Материалом печатных плат в настоящее время является преимущественно фольгированный стеклотекстолит (например, СФ2-1,5-50-ГОСТ 10316–78Е). Корпуса электроэлементов можно разделить на две большие группы: 1) с гибкими выводами, подлежащими формовке, 2) с жесткими неформуемыми выводами. Установка корпусов первой группы на печатные платы производится по ОСТ45.010.030–92. Требования к форме и размерам для корпусов второй группы устанавливаются соответствующими стандартами на электроэлементы. По способу установки на печатную плату корпуса различают по конструкции выводов. Штыревые выводы корпусов запаиваются в сквозных отверстиях печатной платы, тогда как планарные выводы припаиваются к контактным площадкам без отверстий. Стандартная форма контактных площадок для этих типов корпусов различна: для штыревых выводов используют площадку в виде круга с отверстием в центре, а для планарных – в виде прямоугольника или квадрата. Корпуса электроэлементов, таких как резистор, конденсатор, содержат, как правило, один элемент. Для более сложных устройств, таких как микросхемы, реле, в одном корпусе может содержаться несколько элементов. В зависимости от наполнения корпуса различаются размерами и количеством выводов. О  граничения стандартов на установку и размещение элементов на монтажных платах. Главное ограничение – выводы всех элементов должны быть расположены в узлах координатной сетки; чаще всего применяется шаг сетки 2,5; 1,25; 0,625 и 0,5 мм. Элементы также должны располагаться по отношению к краям печатной платы не ближе 5 мм (2,5 мм для плат с габаритами менее 100 мм). Элементы на печатной плате следует располагать, по возмож-ности, ортогональными рядами. Размещение элементов должно соответствовать выбранному критерию качества. В каждом конкретном случае могут быть выдвинуты дополнительные конструктивные ограничения. Пример размещения электроэлементов в PCB Artist показан на рис. 3.1. 3.2. Порядок выполнения работы Открываем файл созданной ранее электрической схемы в лабораторной работе № 2. Запускаем мастер создания печатной платы (New PCB Wizard) командой Tools/Schematic < – > PCB/Translate To PCB. Мастер содержит девять экранов. На первом экране (Start) прочитали сообщение и отметили пункт "I have read and accept the message above".  Рис. 1. Мастер создания печатной платы. На втором экране (Board) задаем единицы измерения размеров платы – Units, например, "mm". Отметить пункт Define Board Size и задать размеры платы Width (ширина, 50 мм) и Height (высота, 50 мм). В дальнейшем, при необходимости, размеры платы можно будет изменить.  Рис. 2. Единицы измерения платы и ее размеры. На третьем экране (Design Requirement) выбрать Basic/2 Layer Standard.  Рис. 3. Design Requirement. На четвертом экране (Layers) отметить, какие трассы следует проводить первыми – горизонтальные или вертикальные (First Layer Routing Direction – Horizontal or Vertical). Для небольших плат это не имеет существенного значения. Также следует разрешить трассировку (Allow Routes) как на верхней стороне платы (Top Side), так и на нижней (Bottom Side).  Рис. 4. Трассы и трассировка платы. На трех следующих экранах (Board Parameters, Additional Requirements, Production) оставляем установки по умолчанию. На экране Place And Route выбираем способ размещения компонентов: вне платы с последующим ручным размещением (Arrange Outside the Board).  Рис. 5. Способ размещения компонентов. На последнем экране (Finish) нужно задать путь для сохранения созданного PCB-файла. Разместим разъем у правого края платы, симметрично по высоте. Разместим остальные компоненты таким образом, чтобы обеспечить минимум пересечений линий связи и минимальную суммарную их длину.  Рис. 6. Размещение компонентов Сохраняем созданное размещение. Выводы: В данной лабораторной работе, мы научились размещать корпуса электро- элементов схемы так, чтобы создавать наилучшие условия для последующей трассировки. |