logo
Проектування програми на мові рівня С++ при рішенні на ЕОМ прикладної інженерної задачі

1.1 Загальна частина

У якості прикладної інженерної задачі для виконання даної роботи вибрана задача розрахунку резисторів мікросхеми. При цьому розрахункова методика відповідно спрощена і адаптована.

Резистори мікросхеми звичайно є смужками резистивної плівки різної форми. В даній роботі розглядаються тонкоплівкові резистори тільки двох видів: у формі прямокутника (мал.1) і у формі меандру (мал.2). Розрахунок резистора полягає у визначенні його розмірів (в мм) - довжини l і ширини b для прямокутного резистора (див. мал.1), ширини смужки b, відстані між смужками a, розмірів X і Y, а також числа ланок n - для резистора у формі меандру (див. мал.2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Необхідні для розрахунку початкові дані зведені в таблицю. Для зручності розробки алгоритму і програми, початкові дані умовно розділені на дві групи - дані із змінними (табл.1) і постійними (табл.2) величинами, а також вказані їх реальні чисельні значення. Це дає можливість проводити контроль початкових даних і отримувати фізично обґрунтовані результати.

Таблиця 1 - Початкові дані для розрахунку (змінні значення)

Позначення і розмірність

R, кОм

с, кОм/кв

Р, мВт

Р0, мВт/мм2

Найменування

Номінальний опір резистора

Опір квадрата резистивної плівки

Потужність розсіювання резистора

Максимальна питома потужність розсіювання резистивної плівки

Значення

0,05…10000

0,01…50

5…50

10…30

Таблиця 2 - Початкові дані для розрахунку (постійні значення)

Позначення і розмірність

bтехн,

мм

lтехн,

мм

Дb,

мм

Дl, мм

гR

amin, мм

h, мм

Найменування

Мінімально допустимі ширина і довжина резистора

Похибка відтворення ширини і довжини резистора

Допустима похибка коефіцієнта форми резистора

Мінімальна відстань між смужками резистора складної форми

Крок координатної сітки

Значення

0,1

0,3

0,01

0,03

0,1

0,3

0,01

Порядок розрахунку резистора

Визначається значення коефіцієнта форми резистора kф

kф = . (1)

В залежності від значення kф обирається форма резистора:

? при 1 ? kф ? 10 - резистор прямокутної форми (мал.1);

? при 0,1 ? kф < 1 - резистор прямокутної форми, у якого довжина менше ширини (мал.1, l<b);

? при kф > 10 - резистор складної форми (використовуються резистори різних конструкцій, в даній роботі - резистор типа “ меандр ”, мал.2);

? при kф < 0,1 - резистор конструювати не рекомендується.

1. Розрахунок резисторів прямокутної форми

Шукані розміри прямокутного резистора звязані наступним співвідношенням:

kф = . (2)

Для резистора з kф?1 розрахунок розмірів починають з визначення ширини. Ширину резистора обирають із умови:

b ? max {bтехн b?, bпотужн}, (3)

де b? - мінімальна ширина резистора, при якій забезпечується задана точність:

; (4)

bпотужн - мінімальна ширина резистора, при якій розсіюється задана потужність:

. (5)

Після того, як визначена ширина резистора b, знаходять його довжину l за допомогою формули (2). Отримані розрахункові значення b і l округляють з урахуванням кроку координатної сітки h по формулі:

, (6)

де функція int(X) позначає виділення цілої частини X;

Wокругл, Wрозрах - відповідно округлене і розрахункове значення.

На цьому розрахунок резистора з kф?1 завершують.

Для резистора з kф<1 розрахунок розмірів починають з визначення довжини. Довжину резистора вибирають з умови:

l ? max {техн., l?, lпотужн}, (7)

де l? - мінімальна довжина резистора, при якій забезпечується задана точність:

; (8)

lпотужн - мінімальна довжина резистора, при якій розсіюється задана потужність:

. (9)

Після того, як визначена довжина резистора l, знаходять його ширину b, використовуючи формулу (2). Потім округляють набуті значення b і l по формулі (6), і на цьому розрахунок закінчують.

2. Розрахунок резистора складної форми

Розрахунок резистора типу “ меандр ” проводять в такій послідовності.

Визначають ширину резистора по формулах (3)…(5) і округляють отримане значення по формулі (6).

Знаходять довжину середньої лінії меандру

. (10)

Задають відстань між смужками а (див. мал.2). Рекомендується прийняти a=b. Якщо a<amin, то приймають a=amin.

Знаходять крок однієї ланки меандру

t = a + b. (11)

Визначають число ланок меандру по наближеній формулі

. (12)

Обчислюють довжину меандру

X = n • (a + b). (13)

Визначають ширину меандру

. (14)

Перевіряють умову

. (15)

Якщо ця умова виконується, то розрахунок закінчують. Інакше вимагається змінити конструкцію резистора через технологічні обмеження. Для цього змінюють відстань а і перераховують параметри резистора. В даній роботі при невиконанні умови (15) слід збільшити а на величину amin і повторити обчислення по формулах (11)…(14).

Кінець розрахунку

При необхідності розрахунку декількох резисторів, для кожного з них задаються свої початкові дані (див. табл.1 і табл.2) і виконуються відповідні дії за формулами (1)…(15).

Отже, остаточно загальна частина завдання на курсову роботу формулюється таким чином: розробити алгоритм і програму розрахунку e тонкоплівкових резисторів. Кількість резисторів N задається користувачем разом із іншими початковими даними до розрахунку.