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.
- Вступ
- 1. Завдання на курсову роботу
- 1.1 Загальна частина
- 1.2 Індивідуальне завдання
- 2. Розробка алгоритму рішення задачі
- 3.1 Коротка характеристика мови програмування С++
- 3.2 Розробка програми на мові С++
- 4. Тестування і налагоджування програми
- 4.1 План тестування
- 4.2 Тестовий приклад
- 5. Документування програми
- Висновки
- Послідовність проектування мікропроцесорних систем. Програмне забезпечення і мови програмування мікропроцесорних систем.
- 7. Висновки
- 3 Порядок виконання курсової роботи
- Висновки
- 5. Документування програми
- 6. Методи проектування інформаційних систем
- 6. Документування програми
- 8.1 Форомалізований підхід до розробки прикладної програми