Энергопотребление

6. Энергопотребление

Увеличение производительности электронных устройств и интеграции микросхем приводит к соответствующему увеличению энергопотребления. Некоторые микросхемы потребляют до 30 Вт. Такая мощность потребления в сочетании с низким напряжением питания делает узлы и блоки электронных систем чувствительными к, так называемым, перекосам напряжения в пределах одной платы. Это обуславливает задачу обеспечения равномерного распределения питания и заземления в платах за счет низкого сопротивления этих цепей, работающих при напряжениях 5; 3,3; 2,8 В.

6.1 Цепи питания

Очевидно, что цепи питания должны иметь низкоомное сопротивление, чтобы распределение потенциалов было равномерным по всей плоскости платы. В некоторых случаях требуются даже отдельные навесные шины, чтобы избежать заметного падения напряжения питания в схемах с мощным энергопотреблением.

Но кроме низкого сопротивления от цепей питания и заземления требуется еще и низкая индуктивность для ослабления импульсных помех, определяемых скоростью переключения в схемах с высоким быстродействием. В двусторонних платах цепи питания неизбежно имеют большой контур потокосцепления, а значит и большую индуктивность.

Наиболее удачно эти проблемы решаются в МПП, изготавливаемых методом металлизации сквозных отверстий, где есть возможность выделить для цепей земли и питания отдельные слои, играющие одновременно роль электрических экранов, заземленных по высокой частоте. Вместе с тем, экраны, выполненные в виде параллельных металлических плоскостей, имеют хорошую развязывающую емкость и низкую индуктивность за счет ничтожно малой площади контура, сосредоточенного между слоями земли и питания.

6.2 Сопротивление цепей

Расчет сопротивления печатных проводников при проектировании печатных плат требуется в основном для того, чтобы избежать недопустимо большого падения напряжения в сигнальных и потенциальных цепях, которое может приводить к потере мощности сигнала и к неравномерному распределению напряжения питания по рабочему полю платы, перегреву слабых элементов соединений. При тестировании печатных плат омическое сопротивление элементов соединений может служить критерием их качества.

Расчет сопротивления элементов соединений производится, исходя из общеизвестных соотношений. Применительно к плоским проводникам печатных плат и размерностям, используемым в технике печатного монтажа, можно использовать соотношение:

г= 17,5/5/1,

где г – погонное сопротивление, мОм/мм; В-ширина проводника, мм; А – толщина фольги, мкм.

Таблица 2.10 Реальные значения металлической толщины проводников

Исследования показывают, что в ряде случаев результаты расчетов сопротивлений элементов соединений по их геометрии и стандартным удельным характеристикам материалов не полностью соответствуют реальным значениям. Это объясняется наличием множества побочных факторов. Основными из них являются значительные разбросы геометрических характеристик элементов соединений, отличие удельных сопротивлений химической и гальванической металлизации в отверстиях и на проводниках от известного значения для натуральной металлической меди, Омсм: чистая отожженная медь – 1,72–10⁶, медная фольга – 1,75–10⁶, медное гальванопокрытие – -10⁶, химически осажденная медь – -10⁶. Поэтому поиски точных расчетных соотношений для определения активного сопротивления элементов соединений печатных плат не оправданы. В табл. 2.10 показано, например, как отличается толщина реальных проводников от номинальных значений толщины фольги.

Похожие работы

Методы размещения и трассировки печатных плат на примере модуля памяти

Скачать

20569

8

4

... приводится в графической части. 3. ТРАССИРОВКА МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. 3.1 Трассировка с помощью алгоритма Прима На основании полученных ранее данных и требований задания проведем трассировку общего провода цепи питания печатной платы блока оперативной памяти методом Прима. Для этого приведём необходимый участок печатной платы в сетке с шагом 5. Вывод 1 разъёма должен быть соединён с выводами 7 ...

Конструирование печатных узлов и плат

Скачать

11294

1

3

... разработки Учебный план специальности 200800. 1.3 Цель и назначение разработки Целью является проектирование конструкций изделий 1-ого уровня; освоение методики конструирования печатных узлов и печатных плат, методов их компоновки. 1.4 Источник разработки Журнал "Приборы и техника эксперимента".-2001.- №2.-с.146-148 схема электрическая принципиальная устройства регистрации. 1.5. ...

Технология изготовления печатных плат

Скачать

17400

0

1

... различают три метода выполнения ПП: -    ручной; -    полу автоматизированный; -    автоматизированный; Предпочтительными являются полу автоматизированный, автоматизированный методы. 2.   Процесс изготовления печатной платы В техническом прогрессе ЭВМ играют значительную роль: они значительно облегчают работу человека в различных областях промышленности, инженерных исследованиях, ...

Проектирование печатных плат в P–CAD2000

Скачать

95973

3

20

... - Text Style (Текстовый стиль). В этом диалоговом окне установки такие же, как в программе Symbol Editor. 4 РАЗРАБОТАТЬ КОНТАКТНЫЕ ПЛОЩАДКИ Во всех системах автоматизированного проектирования печатных плат информация о графике контактных площадок содержится отдельно от графики корпуса компонента. Это связано с тем, что при изготовлении фотошаблона требуется обеспечить сопряжение программных ...