Manuale di riferimento

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Contribuitori

Heitor de Bittencourt. Mathias Neumann

Traduzione

Marco Ciampa <[email protected]>, 2019.

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Introduzione

La calcolatrice C.S. KiCad è un insieme di strumenti utili per trovare i valori dei componenti o altri parametri di un progetto. La Calcolatrice dispone dei seguenti strumenti:

  • Regolatori

  • Larghezza piste

  • Spaziature elettriche

  • Linee di trasmissione

  • Attenuatori RF

  • Codice colori

  • Classi schede

Calcolatrici

Regolatori

Questa calcolatrice serve ad aiutare a trovare i valori delle resistenze necessarie per i regolatori lineari, inclusi quelli a bassa caduta.

Regolatori

Per il Tipo standard, la tensione in uscita Vout, funzione della tensione di riferimento Vref e delle resistenze R1 e R2, è data da:

Regolatori

Per il Tipo a 3 terminali, c’è un fattore di correzione dovuto alla corrente a riposo Iadj che scorre dal pin di regolazione:

Regolatori

Questa corrente solitamente è sotto i 100 uA e può essere ignorata con cautela.

Per usare questa calcolatrice, inserire i parametri del regolatore Tipo,Vref e, se serve, Iadj, selezionare il campo si desidera calcolare (una delle resistenze o la tensione d’uscita) e inserire gli altri due valori.

Attenuatori RF

Con l’utilità attenuatore RF è possibile calcolare i valori delle resistenze necessarie per diversi tipi di attenuatori:

  • Pigreco

  • T

  • T interconnesso

  • Accoppiatore resistivo

Per usare questo strumento, per primo selezionare il tipo di attenuatore, poi inserire l’attenuazione (in dB) e le impedenze di ingresso/uscita (in Ohms) desiderate.

Attenuatori RF

Serie-E

Questa calcolatrice aiuta ad identificare combinazioni di resistenze standard serie-E corrispondenti a un valore di resistenza richiesta, ozionalmente escludendo diversi valori di resistense non disponibili.

Serie-E

Codice colori

Questa calcolatrice aiuta nella traduzione delle barre di colore presenti sulle resistenze nel loro valore. Per usarla, basta selezionare la tolleranza della resistenza: 10%, 5% o minore o uguale al 2%. Per esempio:

  • Giallo viola rosso oro: 4 7 x100 ±5% = 4700 Ohm, 5% di tolleranza

  • 1kOhm, 1% tolleranza: marrone nero nero marrone marrone

Codice colori

Linea di trasmissione

La teoria delle linee di trasmissione è una pietra miliare nell’insegnamento dell’ingegneria RF e delle microonde.

Nella calcolatrice si può scegliere tra diversi tipi di linee ed i loro parametri speciali. I modelli implementati dipendono dalle frequenze e quindi non corrispondono con i modelli più semplici a frequenze abbastanza alte.

Questa calcolatrice è fortemente basata su Transcalc.

I tipi di linee di trasmissione ed i riferimenti dei loro modelli matematici sono elencati di seguito:

  • Linea microstriscia:

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

  • Guida d’onda coplanare.

  • Guida d’onda coplanare con piano di massa.

  • Guida d’onda rettangolare:

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

  • Linea coassiale.

  • Linea microstriscia accoppiata:

    • 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.

  • Stripline.

  • Doppino ritorto.

Linea di trasmissione

Dimensione via

Lo strumento Dimensione via calcola le proprietà elettriche e termiche di una data piazzola forata metallizzata o via.

Dimensione via

Larghezza piste

La calcolatrice della larghezza piste calcola la larghezza delle piste per i circuiti stampati che devono sopportare una data corrente e un dato incremento di temperatura. Essa usa le formule della specifica IPC-2221 (ex IPC-D-275).

Larghezza piste

Spaziature elettriche

Questa tabella aiuta a trovare la distanza minima tra conduttori.

Ogni riga della tabella ha una distanza minima raccomandata tra conduttori per un dato campo di tensione (DC o picchi AC). Se servono valori per tensioni maggiori di 500V, inserire il valore nel riquadro nell’angolo a sinistra e premere Aggiorna valori.

Spaziature elettriche

Classi schede

Classi di esecuzione

Nell’IPC-6011 sono state stabilite tre classi di prestazioni

  • Classe 1, prodotti elettronici generali, comprende prodotti di consumo, alcuni computer e periferiche per computer adatti per applicazioni in cui le imperfezioni estetiche non sono importanti e il requisito principale è la funzione della scheda stampata completata.

  • Class 2 Dedicated Service Electronic Products Includes communications equipment, sophisticated business machines, instruments where high performance and extended life is required and for which uninterrupted service is desired but not critical. Certain cosmetic imperfections are allowed.< Classe 2, prodotti elettronici per servizi dedicati, comprende apparecchiature di comunicazione, sofisticate macchine aziendali, strumenti per i quali sono richieste prestazioni elevate e durata prolungata e per i quali è auspicabile, ma non fondamentale, un servizio ininterrotto. Sono consentite alcune imperfezioni estetiche.

  • Classe 3, prodotti elettronici ad alta affidabilità, include le apparecchiature e i prodotti in cui le prestazioni continue o le prestazioni su richiesta sono fondamentali. I tempi di fermo delle apparecchiature non possono essere tollerati e devono funzionare quando richiesto, ad esempio negli elementi di supporto vitale o nei sistemi di controllo di volo. I circuiti stampati di questa classe sono adatti per applicazioni in cui sono richiesti elevati livelli di garanzia di funzionamento il quale è di importanza fondamentale.

Tipi di circuiti stampati

Nell’IPC-6012B ci sono anche definiti 6 tipi di circuiti stampati:

  • Circuiti stampati senza fori passanti metallizzati (1)

    • 1 scheda singola faccia/strato

  • E schede con fori passanti metallizzati (2-6)

    • 2 scheda a doppia faccia/strato

    • 3 scheda multistrato senza via ciechi o sepolti

    • 4 scheda multistrato con via ciechi e/o sepolti

    • 5 scheda multistrato a nucleo metallico senza via ciechi o sepolti

    • 6 scheda multistrato a nucleo metallico con via ciechi o sepolti

Classi schede