Справочное руководство

This document is Copyright © 2019-2021 by it’s contributors as listed below. You may distribute it and/or modify it under the terms of either the GNU General Public License (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html), version 3 or later, or the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/), version 3.0 or later.

Соавторы

Heitor de Bittencourt. Mathias Neumann

Перевод

Барановский Константин <[email protected]>, 2019

Отзывы

The KiCad project welcomes feedback, bug reports, and suggestions related to the software or its documentation. For more information on how to sumbit feedback or report an issue, please see the instructions at https://www.kicad.org/help/report-an-issue/

Введение

KiCad PCB Calculator — это набор инструментов, помогающих определить параметры компонентов или прочих параметров печатной платы. Калькулятор имеет следующие инструменты:

  • Регуляторы

  • Ширина дорожки

  • Электрический зазор

  • Линия передачи

  • СВЧ аттенюатор

  • Цветовой код

  • Классы плат

Калькуляторы

Регуляторы

Этот калькулятор помогает определить сопротивление резисторов, необходимых для линейных регуляторов напряжения и регуляторов с низким падением напряжения.

Регуляторы

Для стандартного типа регуляторов, выходное напряжение Vout является функцией от опорного напряжения Vref и сопротивления резисторов R1 и R2, и вычисляется по формуле:

Регуляторы

В случае с 3-х выводным типом регуляторов, коэффициент понижения напряжения основывается на величине стабильного тока Iadj, выходящего из вывода Adj:

Регуляторы

Опорный ток, обычно, не превышает 100 мкА и им можно пренебречь, если не требуется высокой точности.

Чтобы выполнить расчёт, введите параметры регулятора Тип, Vref и, если потребуется, Iadj. Выберите поле, которое требуется рассчитать (один из резисторов или выходное напряжение) и укажите оставшиеся два значения.

СВЧ аттенюатор

С помощью СВЧ калькулятора можно вычислить необходимое сопротивление резисторов для различных типов аттенюаторов:

  • П-образный

  • Т-образный

  • Т-образный мост

  • Резистивный разветвитель

Чтобы воспользоваться этим инструментом, сначала выберите тип аттенюатора, а затем введите желаемое ослабление (в дБ) и входной/выходной импеданс (в омах).

СВЧ аттенюатор

E-Series

This calculator helps to identify combinations of standard E-series resistors that meet a required resistance, optionally excluding several resistor values that are not available.

E-Series

Цветовой код

Этот калькулятор поможет перевести цветовой код резисторов и определить их номинал. Чтобы воспользоваться им, сперва укажите точность резистора: 10%, 5%, равно или меньше 2%. Например:

  • Жёлтый Фиолетовый Красный Золотой: 4 7 х100 5% = 4700 Ом ±5%

  • 1кОм, точность 1%: Коричневый Чёрный Чёрный Коричневый Коричневый

Цветовой код

Линия передачи

Теория линии передачи является основой знаний об СВЧ и проектировании микроволновых устройств.

В этом калькуляторе можно выбрать один из различных типов линий передач и задать желаемые параметры. Реализованные модели частотно-зависимы, поэтому их результаты расходятся с результатами более простых моделей на очень высоких частотах.

Этот калькулятор в большей степени основан на Transcalc.

Ниже указаны типы линий передач и источники, в которых описываются их математические модели:

  • Микрополосковые линии:

    • H. A. Atwater, “Simplified Design Equations for Microstrip Line Parameters”, Microwave Journal, pp. 109-115, November 1989.

  • Копланарный волновод.

  • Копланарный волновод с земляной плоскостью.

  • Прямоугольный волновод:

    • S. Ramo, J. R. Whinnery and T. van Duzer, "Fields and Waves in Communication Electronics", Wiley-India, 2008, ISBN: 9788126515257.

  • Коаксиальная линия.

  • Связанная микрополосковая линия:

    • H. A. Atwater, “Simplified Design Equations for Microstrip Line Parameters”, Microwave Journal, pp. 109-115, November 1989.

    • M. Kirschning and R. H. Jansen, "Accurate Wide-Range Design Equations for the Frequency-Dependent Characteristic of Parallel Coupled Microstrip Lines," in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 32, no. 1, pp. 83-90, Jan. 1984. doi: 10.1109/TMTT.1984.1132616.

    • Rolf Jansen, "High-Speed Computation of Single and Coupled Microstrip Parameters Including Dispersion, High-Order Modes, Loss and Finite Strip Thickness", IEEE Trans. MTT, vol. 26, no. 2, pp. 75-82, Feb. 1978.

    • S. March, "Microstrip Packaging: Watch the Last Step", Microwaves, vol. 20, no. 13, pp. 83.94, Dec. 1981.

  • Полосковая линия.

  • Витая пара.

Линия передачи

Via Size

The Via Size tool calculates the electrical and thermal properties of a given plated through-hole pad or via.

Via Size

Ширина дорожки

Калькулятор ширины дорожки вычисляет ширину проводника на печатной плате для заданного тока и прироста температуры. Используются формулы из стандарта IPC-2221 (ранее IPC-D-275).

Ширина дорожки

Электрический зазор

Эта таблица помогает определить минимальный зазор между проводниками.

В каждой строке таблицы указано рекомендуемое минимальное расстояние между проводниками для указанного диапазона напряжений (как для постоянного тока, так и для амплитуды переменного тока). Если нужно определить значения для напряжения больше 500В, введите значение в поле слева и нажмите кнопку Обновить значения.

Электрический зазор

Классы плат

Классы эффективности

В стандарте IPC-6011 определено три класса эффективности

  • Класс 1 "Общие электронные устройства" включает потребительские устройства, некоторые компьютеры и компьютерные комплектующие, в которых внешний вид не важен, а основные требования предъявляются к функционированию завершённой печатной платы.

  • Класс 2 "Специализированные электронные устройства" включает коммуникационное оборудование, сложную офисную технику, инструменты, для которых важны высокая точность и расширенный срок службы, а также желательна, но не обязательна, беспрерывная работа. Допустимы незначительные дефекты во внешнем виде.

  • Класс 3 "Высоконадёжные электронные устройства" включает оборудование и устройства от которых требуется непрерывная эффективность, либо эффективность, предоставляемая по требованию. Отказ оборудования неприемлем и функциональность должна предоставляться по первому требованию, например в оборудовании для поддержания жизни или в системах управления полётом. Печатные платы этого класса применимы в устройствах, где требуется высокая надёжность и безотказная работа.

Типы плат

В IPC-6012B также определены 6 типов печатных плат:

  • Печатные платы без металлизации сквозных контактных площадок (1)

    • 1 Односторонние платы

  • Печатные платы с металлизацией сквозных контактных площадок (2-6)

    • 2 Двухсторонние печатные платы

    • 3 Многослойные печатные платы без глухих или внутренних переходных отверстий

    • 4 Многослойные печатные платы с глухими или внутренними переходными отверстий

    • 5 Многослойные печатные платы с металлическим ядром и без глухих или внутренних переходных отверстий

    • 6 Многослойные печатные платы с металлическим ядром и с глухими или внутренними переходными отверстий

Классы плат