3.2 Расчет узкого места

1. Рассчитаем минимальный диаметр контактной площадки

D _kmin =2Вm + d₀ +1.5h_ф +2?_л+C₁ (3.2.1)

D _kmin = 2 x 3 +0.7+1.5 x 0.3+2 x 0.567 + 0.65

D _kmin = 8.9мм

Где Вm - расстояние от края просверленной линии до края контактной площадки.

d₀ - номинальный диаметр металлизированного отверстия.

h_ф - толщина фольги

?_л =?_м L/100- изменение длинны печатной платы при нестабильности линейных размеров.

Где L - размер большой длинны печатной платы

?_м - изменение контактной площадки при нестабильности линейных размеров (обычно 0,3 мм)

С₁ - поправочный коэффициент

С1 учитывает погрешности при центровке, сверлении, при изготовлении фото шаблона и др.

Толщина фольги - 0,3 - 0,5мм

Печатные платы размером более 240*240мм - 1 класс плотности

Для плат размером меньше 240*240мм больше 170*170мм - 1 и 2 классы плотности, платы меньших размеров 3 класс плотности.

?_л =?_м L/100 (3.2.2)

?_л = 0.3*189/100

?_л = 0,567мм

2. Рассчитываем максимальный диаметр контактной площадки

D _kmах =2Вm + d₀ +1.5h_ф +2?_л+C₂ (3.2.3)

D _kmax = 2 x 3 + 0.7+1.5 x 0.3+2 x 0.567+0.77

D _kmax = 9мм

Минимальное расстояние для прокладки n проводников между двумя контактными площадками должно обеспечиваться при максимальном диаметре контактной площадки и максимальной ширине проводника с учетом погрешности ?_ш

3. Минимальное расстояние для прокладки n проводников.

L_min = 0.5(D_k1min + D_k2max) + 2?_ш +(T_max + ?_ш)n + S(n+1) < kh, (3.2.4)

Где T_max = T + ?_ш + 2?_э

k - число клеток координатной сетки

h - шаг координатной сетки

?_э - погрешность при экспонировании.

L_min = 0.5(D_k1min + D_k2max) + 2?_ш +(T_max + ?_ш)n + S(n+1) < kh, (3.2.4)

T _max = T + ?_ш + 2?_э (3.2.5)

T _max =0.67 + 0.05 + 2*0.06=0,84мм

L _min = 0.5(21.806+21.926) + 2 x 0.05 + (0.84+0.05) x 2 + 0.5(2+1) <20

L _min = 4.45 + 4.5 + 0.1+1.78 +1.5 <20

L _min= 12.23<20

3.3 Расчет высокочастотной экранированной катушки

Определить размеры, число витков и добротность катушки индуктивности по следующим данным:

Lкэ - индуктивность экранированной катушки (МкГн) - 1 МкГн

f - рабочая частота (МГц) - 132 МГц

а*а - площадь, занимаемая катушкой (мм²) 16,5 х 16,5

1. Определим размер экрана. Применим экран квадратной формы с размером стороны а. Эквивалентный диаметр экрана.

Дэ = 1,2а (3.3.1)

Дэ = 1,2*16,5

Дэ = 19,8 мм

1. Максимальная добротность катушки имеем при 1/Д=1,

Где 1- осевая длинна катушки, Д-её диаметр.

Высокая добротность имеется, если Д=Дэ/2

Найдем Д (см) и 1=Д(см)

Д= Дэ/2 (3.3.2)

Д=19,8/2

Д= 9,9см

2. По графику 1 определяем n, n =1.4

3. Определяем расчетную величину катушки индуктивности без экрана

L = Lкэ/(1-n(Д/Дэ)³) (3.3.3)

L = 1/(1-1,4(9,4/19,8)³)

L = 1/5

L = 0,2мкГн

4. находим оптимальный диаметр провода для однослойной катушки. Считаем, что Д=Д₀ где Д₀ - диаметр каркаса. Пусть 1/Д=1, тогда 1=Д

По графику 2 находим вспомогательный коэффициент S

S = 0.4

5. Находим вспомогательный коэффициент P1

P1²=(LS)/Д (3.3.4)

P1²= (0,2*0,4)/9,9³

P1²= 3,3Вт

6. Находим коэффициент а1

а1 = fср/PL² (3.3.5)

а1 = 132/3,3

а1 = 40

7. По найденному значению коэффициента а1 и по графику 3 находим коэффициент В = P1*dопт, где dопт - оптимальный диаметр провода

Находим оптимальный диаметр провода

dопт = B/P1 (3.3.6)

dопт = 0.5/40

dопт = 0.8мм

dопт округляют для ближайшего стандартного значения. (Таблица1)

10. Число витков катушки определяем по формуле.

N=v10^-3*L/L₀*Д (3.3.7)

N=v0,2*10^-3/3*9,9

N=v6,73

N=3 витка

Где L0 зависит от 1/Д и определяется по графику 4t/Д берем равным 0. Проверим возможность размещения числа витков на принятой длине обмотки Д в см.

11. Находим шаг намотки

t=1/(N-1) (3.3.8)

t = 1/2.6 -1

t = 0.63мм

12. Собственная емкость катушки, намотанной в один слой на гладком каркасе.

С₀=0,5Д₀ (3.3.9)

С₀= 0,5*9,9

С₀ = 4,65мкГн

13. Находим сопротивления току высокой частоты

r_f = 0.52ДNvf10^-3/dиз (3.3.10)

r_f =0,52*9,9*2,6v132*10³/0,13

r_f = 13,38*11,5*10³/0,13

r_f = 1153Ом

13. Добротность катушки определяем по формуле

Q = wL/ r_f =6.28fL/ r_f (3.3.11)

Где f- частота в МГц, L - индуктивность в мкГн

Q = 6,28*132*2.6/1153

Q = 1,8