Файл: Микроминиатюризация высокочастотных радиоустройств..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 53

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

142

Пользование обобщенным коэффициентом влияния в ряде слу­ чаев может значительно упростить решение задачи анализа до­ пусков .

Номинальные значения параметров Хкв в S -й группе мож­ но выразить через номинальное значение Ха0 одного из элемен­ тов этой же группы

Хка = а к -Х а ..

(б -7)

При линейной функциональной связи ,а которая имеет место при

/у =

I , постоянный—коэффициент

 

к

можно найти

в виде

 

 

 

 

а к =

Х

уо _

&Хк

_

С/Хк

 

(6 .8)

 

 

 

 

с^Ха

с/Ха

 

Тогда Хл0 =

 

Хоо

 

 

(6 .5 )

дпринимает

 

Ка0 I

и уравнение

вид

 

 

 

иХа

 

 

 

_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ß

_

Хое чгА

ду-

(ІХк

_

у

ХаО

(6.9)

 

 

 

 

^

У а

у гу

дХк

dXa

 

д Ха

У о

 

По предлагаемой методике определение коэффициентов влия­

ния

Qs

сводится

к

замене

переменных в уравнении (6 ,1 ) по

формуле

Хко-О к Хао

и

определении'частной

производной толь­

ко по

одному параметру

X « .

показывают, что дополнительная

Проведенные исследования

погрешность вычислений за счёт принятых допущений не превыша­ ет 10-15$ для большинства практически применяемых схем .

Методика анализа допусков сводится к следующему.

1 . В качестве исходных данных должно быть известно урав­

нение для

выходного параметра вида ( 6 .1 ) , допуски параметров

элементов

Ус

и коэффициенты корреляции Л у .

 

 

2 . Согласно топологии микросхемы, группируются' элементы,

изготовляемые за один технологический цикл. Параметры навес­ ных элементов выделяются отдельно.

143

R , 1 0 0

C 2 W 0

 

3 .

 

 

Рис.6 .1. Схема RC

-цепи.

 

 

 

 

 

Из всех параметров каждой группы выделяется один ос­

новной Хо0

и

определяются

коэффициенты

 

по формуле ( 6 .8 ) .

В уравнении (6 .1 ) производится замена переменных по формуле

( 6 .7 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

âs

по фор­

4 . Вычисляется обобщенный коэффициент влияния

 

 

муле

(6 .9 )

и коэффициенты влияния параметров навесных элемен­

тов по формуле

( 6 .3 ) .

 

 

d

 

параметров элементов,

 

5 . По заданным допускам

Qs, и

 

известным значениям

Вс

,

 

и

r(j

 

вычисляется допуск

öy

по формуле

( 6 .6 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчи­

Рассмотрим пример анализа допусков цепи р и с .6 .1 .

таем допуск фазы коэффициента передачи

 

по

следующим исходным

данным: частота входного сигнала

 

f0=

500

кГц, фаза

 

 

% -

0,769

рад

, половина пола допуска

сопротивления резисто­

ров

du

и

емкости конденсаторов

âc -

 

= 20$. Все элементы

тонкопленочные.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

I .

 

Уравнение для фазы коэффициента передачи, полученное

схемы р и с .6 .1 , имеет

вид:

 

 

 

 

 

 

 

(6 .10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ш =

144

2 .

Конденсаторы

C i

и

С2

напыляются в вакууме. Через

общие маски также выполняются резисторы

R i

и

R2

, поэ­

 

 

 

 

 

 

 

 

тому имеем две группы элементов: конденсаторы и резисторы .

Коэффициенты корреляции, полученные экспериментальным

путем, равны

Пегяг. -П асг

- 0 ,8 5 .

 

 

выражении

(6 .1 0 ),

3 .

Производим замену переменных в

приняв

Of

 

 

 

 

 

R i

=

R 2 =R

 

 

 

 

 

 

 

Сі

 

8 20

 

 

 

 

 

Сі

 

 

Ог =

 

С2

 

fOO

= 8 , 2 ;

 

С = С2 = 8,2

 

Уравнение (6 .1,

0 )

 

примет вид:

* гС г

~/

 

 

 

 

а

 

 

 

8.2и>г

 

 

 

 

 

 

 

r

=

o r c 9 ^ 1 ö T Z J R c

—

 

влияния.

 

4 . п

_

 

/

 

 

 

 

 

 

Вычисляем обобщенные коэффициенты

 

R

 

=

R

iO,2u>C(8,Zuj2R zC z + i )

 

К >.

 

dR

%

_ (âJcü2R*Cz - i ) 2 + (i0j2u)R C ) 4 '

Q

- É Z

 

c

-

fO'2u>8{8,2oü2RzC2+ i)

 

C

* z ~ d C ' %

(8.2u>*-kiCZ-fY- +(40.2u)*C)z '

%

При заданных исходных данных численные значения коэффициен­

тов влияния равны

G, =Ог = 0,75і.

5 . УравнениеУ?относительнойСу51 ß

погрешности0,751 g уфазы

откуда половина поля допуска фазы коэффициента передачи опрѳ делится из соотношения

д<Р=Jo,75t*âf+OJ5l*â? = 0,751/ ^ ■ (6 . II.)

Цри заданных допусках fic -

= 20% получим

$<Р — 21,2%.

145

2 . СИНТЕЗ ДОПУСКОВ

Задача синтеза допусков, как правило, является неопреде­ ленной и в общей случае может быть решена только методом по­ следовательных приближений. Это обстоятельство вытекает из того, что число уравнений системы, рассматриваемых при реше­ нии задачи синтеза допусков, всегда меньше общего числа пер­ вичных параметров, на которые рассчитывается допуски. След­ ствием этого является неоднозначность решения. Наличие кор­ реляционных связей между параметрами значительно усложняет задачу синтеза [ б .і ] .

Известные методы синтеза допусков условно можно разде­ лить на две группы. К первой группе можно отнести методы,

основанные на формализации математического аппарата. Они по­ зволяет более целенаправленно применять итерационные вычи­ сления, что быстрее приводит к искомому результату. Ко вто­ рой группе можно отнести методы, в которых для определен­ ности задачи налагается дополнительные связи, например ра­ венство относительных допусков всех параметров элементов,

равенство парциальных допусков (метод равных влияний) и т .п .

Для решения задачи оинтеза допуоков элементов гибридных пленочных микросхем целесообразно объединить эти методы. На­ личие ПЯЛТ.ЯНТ корреляционных связей при определенных, услови­ ях можно использовать для значительного упрощения решения.

Для групп элементов, напыляемых за один технолотческий цикл,

и параметров транзисторов с сильной корреляционной связью целесообразно назначать одинаковые допуокн. Допуски же групп параметров нужно выбирать согласно их парциальному влиянию

N

146

на

выходной параметр.

 

уравнением допусков

в виде

 

Для

синтеза будем пользоваться

 

 

 

 

 

U j

J

J

* . £ « / « * ,

(6 .1 2 )

где

(Si

и Sy

-

 

 

 

 

sZi

’

 

коэффициент влияния и относительный допуск

 

#s

и

ds

-

параметра навесных элементов;

 

 

 

 

 

обобщенный коэффициент влияния и относитель­

 

 

 

 

 

ный допуск

группы

пленочных элементов;

 

 

 

Р

-

число параметров навесных элементов;

 

 

 

 

т

 

Считаем,

 

 

-

число групп пленочных элементов.

Исходя

что B it 0.s определены

и

/ у

известны .

из условия равенства парциальных допусков

, из

уравнения

(6 .1 2 ) определим допуск

параметров

группы пленочных эл е-

мѳнтов

 

£ -

 

 

/ѵ а s

 

 

 

(6 .13)

При указанном условии группа элементов, оказывающая наибольшее влияние на выходной параметр, будет иметь меньший допуск, и

обратно.

Может оказаться, что допуск,рассчитанный по формуле (6 .1 3 ),

нельзя обеспечить для параметров некоторых элементов при су­ ществующей технологии серийного изготовления, т .е . нельзя вы­

полнить

неравенство

^

$(6 .14)

где.

fis mLn

-

наименьшее возможное значение величины

 

 

s

, ог­

 

 

 

 

раничиваемое возможностями технологического про­

 

Положим,

ц есса .

- число групп параметров, для которых

 

что /77,

147

неравенство

(6 .1 4 )

 

не выполняется, а т - т , - число групп па­

раметров, для которых неравенствоf f t i

(6 .1 4 ) выполняется. Примем

для каждой группы из числа

наименьшее возможное значе­

ние допуска

â'smin

»

а допуски

$s

для

остальных

т -т ,

групп

определим из условия равенства парциальных допусков. Тогда

из уравнения

(6 .1 2 )

получим

 

 

 

т *

2 Л2.

6S -

 

 

( т - /гг,)

Д /

 

 

(ѵ

 

 

 

 

 

 

 

— ---------- . (б .ІЬ )

Возможен случай, когда при минимально возможных допусках

параметров всех элементов неравенство

(6 .1 4 ) не

выполняется.

В этом случае из группы элементов, изготовляемых за один тех­ нологический цикл, выделяем один-два элемента, влияние кото­ рых на выходной параметр наибольшее, и предусматриваем для

 

 

 

öxr-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

них подстройку или подгонку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допуски

 

 

на подстраиваемые

 

 

 

 

 

fixe min

 

 

 

элементы можно назначать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

é'x, mm

 

 

значительно меньшими (например, на порядок) допусков

 

на неподстраиваемые элементы на величину

< f/i

 

. Задачу

синтеза при этом решаем путем пересчёта обобщенного коэффи­

циента

влияния и методом итераций.

Qs

 

 

 

 

 

 

Обобщенный коэффициент

 

 

Bes

пересчитываем по формуле

 

влияния

 

 

п

 

 

 

Qs

к* °

 

 

 

 

 

о

 

 

 

(6 .1 6 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tig

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

где

 

J - коэффициент

 

 

 

 

 

подстраиваемо­

 

влияния параметра с

 

 

 

го

 

элемента

в

 

-й группе.

 

 

его значе­

 

Если коэффициент

влиян ия^

уж был вычислен и

 

ние известно,

 

п ’

- п

 

а

 

I z L

 

 

 

 

 

 

тогда

- « s -

 

 

 

‘

 

 

 

(6 .17)

 

 

 

 

 

« s

äes ~1 Г

 

или

 

 

Допуски рассчитываем по уравнениям (6 .1 3 )

(6 .1 5 ), в

Смотрите также файлы