Т.к. диаметры отверстий рекомендуется выбирать из ряда номинальных значений, выберем все диаметры отверстий равными 1,3 мм, а диаметр отверстий под подстроечный конденсатор – 3 мм.

2.3. Определение минимального  диаметра контактной  площадки

       Формула для расчета учитывает погрешность  изготовления и подтравливание фольги при изготовлении рисунка разводки.

        , где b_n0 – ширина пояска контактной площадки,мм ; d_КП – погрешность расположения контактной площадки относительно узла КС; d_ФФ – погрешность фотокопий и фотошаблонов; h_ф – толщина фольги. В нашем случае b_n0 = 0,1 мм; d_КП = 0,05 мм; d_ФФ = 0,06 мм; h_ф = 0,035 мм. Тогда для всех элементов, кроме подстроечного конденсатора d_КП = 1,465 мм, для подстроечного конденсатора d_КП = 3,285 мм.

2.4. Определение ширины  проводников

       Минимальная ширина :

        , где d_СМ – погрешность смещения проводников относительно линии КС; b_пр – ширина проводника. В нашем случае d_СМ = 0,05 мм; b_пр = 0,25 мм; b_{пр мин} = 0,395.

       Номинальная ширина:

       b_пр.н = b_пр.мин + d_Т , где d_Т – ширна проводника в сторону уменьшения. d_Т 0,03 мм, b_пр.н = 0,425 мм.

2.5. Определение минимального  расстояния между  проводником и  КП с МО

        , где l_РА – шаг КС, l_ПК = 0,195 мм.

2.6. Определение минимального  расстояния межде  двумя соседними  КП

        , l_кп = 1,115 мм.

3. Электрический расчет  печатной платы

3.1. Определение максимального  падения напряжения  на проводниках

        , где I_max = суммарный ток потребления схемы; r - удельное сопротивление меди (материала проводников); l_ПР – максимальная длина проводника на плате; t_пр – толщина проводящего слоя; b_пр – ширина проводника.

       Суммарный ток потребления схемы равен суммарному току потребления всех ИМС схемы. Токи потребления используемых ИМС следующие:

 

       По  чертежу печатной платы определим  максимальную длину проводника: l_ПР = 0,155 м

       t_пр = 0,035 мм; r = 0,175 Ом·мм²/м ; b_пр = 0,425 мм; тогда DU_ПР = 0,11 В.

3.2. Определение мощности  потерь

        , где f_T – тактовая частота работы схемы; U_ПИТ – напряжение питания схемы; tgd - тангенс угла диэлектрических потерь материала печатной платы; С – емкость между слоями платы.

       В качестве f_T примем вдвое увеличенную максимальную частоту входного сигнала частотомера: f_T = 200 кГц. Исходя из схемы электрической принципиальной U_ПИТ = 9 В. Для стеклотекстолита tgd = 0,002. Для определения емкости воспользуемся следующей формулой:

        , где e - диэлектрическая проницаемость стеклотекстолита, e = 5,5; S – площадь печатных проводников . Примем площадь печатных проводников равной десяти процентам площади одной стороны печатной платы, тогда при размерах печатной платы 175 х 135 S = 2207 мм² .

       При таких данных С = 54,6 пФ. Тогда Р_ПОТ = 1,1·10^-5 Вт.

3.3. Определение емкости  между двумя параллельно идущими проводниками на одной стороне ПП

        , где L_ПР – максимальная длина параллельно идущих проводников на одной стороне ПП; e_ЭФ – эффективная диэлектрическая проницаемость, e_ЭФ = 3,25; d – расстояние между краями проводников, d = ШКС – b_ПР. Тогда С = 1,613 пФ.

3.4. Определение взаимной  индуктивности между  двумя параллельно  идущими проводниками  на одной стороне  ПП

        , М=28,64·10^-9 Гн

3.5. Определение емкости  между двумя параллельно  идущими проводниками  на разных сторонах ПП

        , где L₌ - максимальная длина двух параллельно идущих проводников на разных сторонах ПП, исходя из чертежа ПП L₌ = 0,02 м.

       х, r(х) – коэффициенты, учитывающие краевой эффект: , х = 9,41; r(х) = 3,042; тогда С₁ = 6,31·10^-14 Ф.

4. Размещение конструктивных  элементов

       Для обеспечения минимальной длины  проводников и минимального количества переходных отверстий, т.е. оптимального размещения КЭ на ПП применяется метод  размещения КЭ с помощью матрицы  связей. Для упрощения расчетов в матрице связей учитывается только размещение ИМС. Дискретные компоненты размещаются по возможности ближе к тем элементам, с которыми у них наибольшее количество связей.

       В матрицу связей заносится количество связей между элементами. В нашем случае матрица связей имеет вид:

 

       r_i- число связей i-го элемента со всеми остальными (локальная степень) , где а_kj – j-й элемент в k-й строке матрицы связей.

       Выбираем  элемент (вершину) с наименьшей локальлной степенью. В нашем случае – это  вершина DA1. Элемент DA1 размещаем в позицию Р1. Далее в строке, сответствующей элементу DA1 находим ячейку с наибольшим количеством связей и в позицию Р2 помещаем элемент из соответствующего столбца матрицы связей. В нашем случае это элемент DD1. Далее анализируем строку, соответствующую элементу DD1 аналогично предыдущей и т.д. В результате получим следующее размещение ИМС по посадочным местам: 

 

       На  печатной плате посадочные места  разместим следующим образом: 

5. Расчет основных  показателей надежности

       Основными показателями надежности являются интенсивность  отказов l, вероятность безотказной работы Р и вероятность отказа Q.

       Занесем в таблицу наименования и количество элементов, а также их параметры интенсивность отказов l_0Э, коэффициент нагрузки Кн , температурный коэффициент а_Т и коэффициент а_В, учитывающий механические воздействия на элемент: