- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗРАБОТКЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
- •1.2. Подготовка печатной платы к выпуску в производство
- •Требования к безопасности произведенной печатной платы
- •Выпуск печатной платы в производство
- •2.1. Основы работы в программе Altium Designer
- •Подготовка схемы в редакторе схем
- •Подготовка печатной платы
- •2.2. Использование программного обеспечения CST Studio
- •Использование PCB studio для моделирования печатной платы
- •2D TL моделирование
- •Моделирование целостности питания (PI Analysis)
- •Моделирование падений напряжения в цепях питания (IR Drop)
- •Использование Microwaves studio для моделирования печатной платы
- •Дополнительные возможности CST Studio
- •3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
- •1. Краткие теоретические сведения
- •2. Задание № 1
- •3. Задание № 2
- •4. Задание № 3
- •3.2. Лабораторная работа № 2. Исследование целостности сигналов на печатной плате с использованием инструмента SI-TD, SI-FD
- •для цифровых устройств
- •1. Краткие теоретические сведения
- •2. Задание № 1
- •4. Задание № 3
- •5. Выполнение SI-TD и SI-FD моделирования
- •5.1. Инструкция по настройке моделирования для нечетных вариантов
- •5.2. Инструкция по настройке моделирования для четных вариантов
- •5.3. Задания для моделирования
- •3.3. Лабораторная работа № 3. Исследование целостности линий питания на печатной плате (PI)
- •1. Краткие теоретические сведения
- •3. Задание № 2
- •4. Задание № 3
- •5. Выполнение PI моделирования с использованием CST PCB Studio
- •5.1. Пример выполнения моделирования и анализа результатов
- •3.4. Лабораторная работа № 4. Исследование падений напряжения
- •1. Краткие теоретические сведения
- •2. Задание № 1
- •3. Задание № 2
- •4. Пример выполнения моделирования IR-Drop
- •1. Краткие теоретические сведения
- •3. Лабораторные задания и рекомендации по их выполнению
- •3.6. Лабораторная работа № 6. Исследование влияния расстояния между дорожками на излучаемые поля
- •1. Краткие теоретические сведения
- •2. Моделирование излучения поля для различных типов расположения проводников
- •3. Задания для выполнения моделирования
- •1. Краткие теоретические сведения
- •3. Задания для выполнения моделирования
- •1. Краткие теоретические сведения
- •2. Пример выполнения моделирования эффективности экранирования
- •3. Задания для выполнения моделирования
- •4. Общие рекомендации по улучшению электромагнитной совместимости печатных плат
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •3.1. Лабораторная работа № 1. Исследование времени задержки
Рис. 83. Меандр
Для расчета индуктивности меандра можно воспользоваться формулой: |
|
= 0,0026 ∙ 0,0603 ∙ 0,4429 ∙ 0,954 ∙ 0,606 ∙ −0,173, |
(5) |
где L – индуктивность катушки (меандра), мкГн; a – длина выводов меандра, мм;
h – высота меандра, мм;
b – половина высоты меандра, мм; d – длина меандра, мм;
W – ширина проводника, мм;
N – число витков меандра.
Таким образом, можно сделать вывод, что исследование целостности сигналов без использования специализированного программного обеспечения является невыполнимой задачей, так как очень сложно отследить все потери, которые возникнут при протекании сигнала.
2. Задание № 1
В соответствии с формулой (4) рассчитать емкость конденсатора для пересечения дорожек на разных сторонах печатной платы. Так, в первом столбце указывается номер варианта, во втором форма фигуры, образовавшейся в пересечении, которая будет играть роль обкладки конденсатора, в третьем – размеры, необходимые для нахождения площади обкладки, в четвертом материал и его диэлектрическая проницаемость, в пятом – толщина диэлектрика.
60
Таблица 5
Варианты для расчета емкости конденсатора в пересечении (рис. 82,а))
Вариант |
Фигура |
Размеры, для S, |
Материал ( |
|
) |
Толщина, |
|||
мм |
мм |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
Квадрат |
a=10 |
FR-4 ( |
|
|
|
) |
0,25 |
|
2 |
Прямоугольник |
a=15, b=5 |
RO4730G3 |
|
0,145 |
||||
( |
|
) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
Прям. треугольник |
a=7, b=7 |
RO30 0 ( |
|
|
0,13 |
|||
= 2,8 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
4 |
Круг |
r=10 (π=3,14) |
( |
|
|
|
) |
0,51 |
|
|
|
|
FR-411,2 |
|
|
|
|
||
5 |
Квадрат |
a=22 |
CLTE ( |
|
|
) |
0,078 |
||
|
|
|
|
= 2,8 |
|
||||
6 |
Треугольник |
a=10, h=20 |
FR-4 ( |
) |
2,0 |
||||
|
|
|
RO12 |
|
( |
|
|
|
|
7 |
Прямоугольник |
a=100, b=16 |
|
05) |
|
) |
0,076 |
||
8 |
Квадрат |
a=200 |
RO3006 ( |
|
|
1,28 |
|||
|
|
|
3, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Круг |
r=1,5 (π=3,14) |
FR-4 ( |
|
|
|
) |
3 |
|
10 |
Ромб |
1=10; 2=20 |
RO4730G3 |
|
0,72 |
||||
( |
|
) |
|
|
|||||
|
|
|
= 2,8 |
|
|
|
Полученные результаты расчетов занести в отчет. 3. Задание № 2
Рассчитать емкость между двух параллельных проводников (рис. 82,б)), для этого необходимо воспользоваться формулой (4), в поперечном сечении образуется прямоугольная обкладка= 1 , высота для всех вариантов – 0,035 мм; диэлектрическая постоянная . Данные для расчета приведены в табл. 6.
|
|
Таблица 6 |
|
Варианты для расчета емкости между параллельными линиями |
|||
Вариант |
Длина линии, мм |
Расстояние между дорожками, мм |
|
|
|
|
|
1 |
100 |
10 |
|
2 |
250 |
1 |
|
3 |
5 |
0,254 |
|
4 |
60 |
0,1 |
|
5 |
45 |
22 |
|
6 |
90 |
0,01 |
|
|
|
|
|
7 |
110 |
1 |
|
8 |
215 |
2 |
|
61