- •Министерство образования российской федерации марийский государственный технический университет
- •Предисловие
- •Введение Терминология электронных средств
- •Тенденции развития конструкций эс
- •1. Структура и классификация электронных средств
- •1.1. Конструкция эс как система
- •1.2. Свойства конструкций эс
- •1.3. Структурные уровни
- •1.4. Классификация электронных средств
- •Контрольные вопросы.
- •2. Факторы, определяющие построение электронных средств
- •2.1. Факторы окружающей среды
- •2.2. Системные факторы, определяющие построение электронных средств
- •2.2.1 Факторы, определяющие компоновку рэа
- •2.3. Факторы взаимодействия в системе «человек-машина»
- •2.3.1. Человеко-машинные системы, их классификация и свойства.
- •2.3.2. Психологические характеристики и параметры человека-оператора
- •2.4 Рабочая зона оператора
- •2.4.1. Формы рабочих зон
- •2.4.2. Размещение органов управления
- •2.4.3. Размещение средств отображения
- •2.4.4. Выбор типа индикаторных приборов
- •2.4.5. Рекомендации по оформлению лицевой панели
- •3. Конструкторское проектирование
- •Характер и вид конструкторских работ и организация творческой работы
- •Характер и вид конструкторских работ
- •3.1.2 Организация творческой работы конструктора
- •Общая методология конструирования эс
- •3.2. Стадии разработки эс
- •3.3. Выбор метода конструирования эс
- •3.4. Конструкторская документация
- •4. Современные и перспективные конструкции электронных средств
- •4.1. Компоновочные схемы фя цифровой мэа III поколения
- •4.2. Компоновочные схемы блоков цифровой мэа III поколения
- •4.3. Компоновочные схемы фя цифровой мэа IV поколения
- •4.4. Компоновочные схемы блоков цифровой мэа IV поколения
- •4.5 Компоновочные схемы приёмоусилительных фя мэа III поколения
- •4.6 Компоновочные схемы приемоусилительных фя мэа IV поколения
- •4.7 Компоновочные схемы блоков приёмоусилительной мэа
- •4.8. Компоновочные схемы модулей свч и афар
- •5. Системы базовых несущих конструкций
- •5.1. Конструкционные системы и иерархическая соподчиненность уровней эс
- •5.2. Основные виды конструкционных систем
- •Размеры полногабаритных настольно-переносных корпусов бнк “Надел-85”
- •5.4. Проблема развития бнк для современных эс
- •6. Унификация конструкций эс
- •6.1. Государственная система стандартизации (гсс)
- •6.2. Единая система конструкторской документации (ескд)
- •6.3. Разновидности стандартизации
- •6.4. Унификация эс
- •7. Тепловые и механические характеристики эс
- •7.1 Тепловой режим блоков мэа
- •7.2 Расчет тепловых режимов мэа
- •7.3. Механические воздействия на мэа
- •7.4 Защита блоков мэа от механических воздействий
- •8. Электромагнитная совместимость эс
- •8.2 Факторы, влияющие на эмс элементов и узлов эс
- •8.3. Наиболее вероятные источники и приемники наводимых напряжений (наводок)
- •8.4. Основные виды паразитных связей
- •8.4.1. Паразитная связь через общее сопротивление
- •8.4.2. Паразитная емкостная связь
- •8.4.3. Паразитная индуктивная связь
- •8.4.4. Паразитная связь через электромагнитное поле и волноводная связь
- •8.5. Экранирование
- •8.5.1. Принципы экранирования электрического поля
- •8.5.2. Принципы экранирования магнитного поля
- •8.6 Фильтрация
- •8.7. Заземление
- •8.8. Виды линий связи и их электрические параметры
- •8.8.1. Волоконно – оптические линии связи (волс)
- •8.9 Конструирование электрического монтажа
- •8.9.1 Классификация электромонтажа эс
- •8.9.2. Требования к электрическому монтажу эс
- •8.9.3. Требования к контактным узлам (разъемным и неразъемным)
- •8.9.4. Конструирование электромонтажа объемным проводом
- •8.9.5. Преимущества печатного, шлейфового и плёночного монтажа
- •8.9.6 Разъемы в эс
- •9. Влагозащита и герметизация
- •9.1. Выбор способа защиты металлических деталей и узлов с учетом требований по электропроводности корпуса изделий
- •9.1.1. Основные свойства некоторых металлических и химических покрытий
- •9.1.2. Лакокрасочные покрытия
- •9.1.3. Выбор защитного покрытия
- •9.2. Герметизация
- •9.2.1. Защита изделий изоляционными материалами
- •9.2.2. Герметизация с помощью герметичных корпусов
- •9.3. Примеры конструкций средств защиты
- •9.4. Выбор способа защиты от взрыво- и пожароопасной среды
- •10. Радиационная стойкость электронных средств
- •10.1. Основные понятия и виды облучения
- •10.2. Влияние облучения на конструкционные материалы
- •Характеристики радиационной стойкости материалов.
- •10.3. Влияние ионизирующего облучения на резисторы
- •Изменение номинального сопротивления резисторов (%) при кратковременном воздействии нейтронного облучения.
- •Величины нейтронного потока при котором возникают необратимые изменения в резисторах и короткое замыкание, нейтр/см2
- •10.4. Влияние ионизирующего облучения на конденсаторы
- •Влияние радиации на конденсаторы.
- •10.5. Влияние радиации на полупроводниковые диоды
- •10.6. Влияние радиации на транзисторы
- •10.6.1. Влияние радиации на коэффициент усиления
- •Значения коэффициента к.
- •10.7. Влияние облучения на электровакуумные приборы иинтегральные схемы
- •10.8. Методы конструирования, направленные на уменьшение влияния облучения на характеристики рэа
- •11.Системные критерии технического уровня и качества изделий
- •11.1. Основные сведения о качестве продукции и об управлении качеством эс
- •Единичные показатели качества – показатель качества продукции, относящийся к только к одному из ее свойств.
- •11.2. Требования к конструкциям эс и показатели их качества
- •11.3. Выбор элементной базы и материалов конструкции эс
- •12.Использование информационных технологий при проектировании электронных средств
- •12.1 Содержание и уровень информационных технологий
- •12.3. Особенности автоинтерактивного конструирования средствами малых эвм и арм
- •12.4. Примеры применения стандартных и оригинальных программ в проектировании эс
- •13. Технический дизайн при проектировании эс
- •13.1. Терминология, применяемая в художественном конструировании эс
- •13.2. Стандарты и качество изделий применительно к дизайну
- •Термины общих эргономических показателей качества изделий (по гост 16035 - 70)
- •13.3. Художественные вопросы конструирования эс
- •13.3.1. Композиция
- •13.3.2. Гармоничность и пропорциональность
- •13.3.3. Масштабность
- •13.3.4. Отделка изделия
- •13.3.5. Цветовое решение изделия
- •Заключение
- •Библиографический список Основная
- •Дополнительная
- •Оглавление
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
8.8. Виды линий связи и их электрические параметры
Линии связи относится к электрически «длинной», если время распространения сигнала больше фронта импульса. «Длинные» соединения делают в виде согласованных экранированных линий связи. Для них характерна задержка сигнала и уменьшение его амплитуды. Массовые соединения обычно выполняются несогласованными, неэкранированными линиями связи. Большинство массовых соединений можно отнести к электрически «коротким».
Линия связи считаются электрически «короткой» , если длительность фронта импульса больше времени задержки распространения сигнала (точнее tф > 4Tз). Для таких соединений характерно ухудшение фронтов и появление паразитных сигналов, по плоской части импульса. Основные искажающие факторы – эффект отражений и различного рода помехи.
Различные конструктивные виды линий связи:
В ЭС, особенно старших конструктивных уровней, могут сочетаться различные типы линий.
Например, связь двух элементов, расположенных на различных типовых конструкциях, может включать следующие участки: микрополосковая линия – контакт разъема – витая пара – контакт разъема - микрополосковая линия. Степень искажения сигнала зависит от электрических параметров, топологии и геометрической длины различных соединений. Помехи, возникающие при конструктивной реализации межсхемных соединений, не должны превышать допустимых, а задержки сигналов должны обеспечивать определенное в ТЗ быстродействие.
Таким образом, основная задача при проектировании соединений быстродействующих элементов ЭС состоит в выборе типа, конструкции и определении допустимой длины линий связи, в выработке требований к таким конструктивным элементам монтажа, как ПП, разъемы и т.п., т.е. при решении топологии.
Электрические параметры линий связи (рисунок 8.19) влияют на качество передачи сигналов.
где Сво и Lво – взаимные ёмкость и индуктивность на единицу длины линии; Z0 – волновое сопротивление линии.
где R0 , G0 – активные сопротивление линии и проводимость изоляции на единицу длины линии; С0 и L0 – собственные ёмкость и индуктивность на единицу длины линии. Так как R0 и G0 – малы, то
Важнейший параметр – задержка распространения сигнала (нс/м) по линии связи на единицу длины. Так, для ненагруженной линии связи
для нагруженной линии связи
,
где – эффективное значение относительной диэлектрической проницаемости среды.– магнитная проницаемость среды (для большинства диэлектриков=5..8, ); Ссх – емкость нагрузки; l – геометрическая длина линии.
Ниже приведем некоторые виды связи, применяемые в ЭС и формулы для расчета их основных электрических параметров.
Проводник над заземленной плоскостью (рис.8.20).
Рис.8.20.Схема проводника над
проводящей поверхностью.
Здесь и далее h и d –в мм; С0 – Ф/м; L0 – в Гн/м; Z0 – в Ом.
Витая пара.(Рис.8.21)
Рис.8.21.Схема витой пары.
D – диаметр изоляции проводника;
d – диаметр без изоляции.
Полосковая линия. (Рис.8.22)
Рис.8.22.Схема полосковой линии.
Микрополосковая линия. (Рис.8.23).
Рис.8.23.Схема микрополосковой линии.
Коаксиальный кабель. (Рис.8.24)
Это идеальная экранированная линия связи.
Рис.8.24.Схема коаксиального кабеля.
Для ослабления влияния магнитной связи в аппаратуре необходимо:
- максимально разносить цепи рецепторов и источников помех;
- по возможности компоновать цепи РП в плоскости, параллельной направлению воздействующего на них помехонесущего магнитного потока;
- уменьшать площадь петли, образованной цепью РП, сокращая длину и расстояние между проводами h, что снизит магнитный поток, пронизывающий петлю (рисунок 8.25а).
Укладка изолированного прямого провода непосредственно на каркас или шасси изделия существенно снижает h (рисунок 8.25 б)
Применение отдельного обратного провода в качестве земляного позволяет устранить также кондуктивную связь через общий участок корпуса или шасси (рисунок 8.25, в).
При скручивании прямого и обратного проводов напряжения на соседних участках линии примерно одинаковы по уровню, но противоположны по знаку (рисунок 8.25, г).
Малая магнитная связь обеспечивается и при использовании коаксиального кабеля, так как его оплетка, являющаяся обратным проводом, расположена концентрично относительно внутреннего провода, чем обеспечивается малое h.
Если применение указанных мер при проектировании ЭС ограничено, то для обеспечения трудоемкого ослабления помех необходимо прибегнуть к магнитному экранированию.