22. Плата в структуре конструкционной системы.

• Госты РФ регламентируют погрешности размеров при изготовлении печатных плат, которые не должны превышать 0,2 мм на 100 мм платы. Регламентируется основной шаг прямоугольной координатной сетки, равный 2,5 мм. Центы отверстий привязаны к узлам сетки. Диаметры отверстий различны, зависят от назначения. [Далее – в вопросе №42]

• Стандарт DIN 41494 устанавливает рациональный размерный ряд, который распространяется на европлаты:

L (мм) 1,5 1,5 1,5 1,5

H (мм) 100,0 144,5 188,9 233,4

B (мм) 100,0 160,0 220,0 280,0

– Исходным размером европлат является первый (1,5х100,0х100,0); допустимая погрешность задаётся положением «,».

– Высота этих плат изменяется на постоянную величину, равную U (unit) = 44,45 мм = 1,75″ (в дюймовой системе)

– Ширина также имеет постоянное приращение – 60,0 мм.

• Стандарты МЭК. Платы рассматриваются как подуровни уровня «корпус частичный». МЭК значительно расширяет зону размеров, но не устанавливает предпочтительных. К 2000 году для 300 моделей ПЭВМ было порядка 100 типоразмеров материнской платы.

Единственным соответствием стандартам МЭК является расположение магистральных соединителей и разъёма подключения клавиатуры (он совпадает с отверстием на корпусе; платы расширения также крепятся в корпусе).

Установлен шаг координатной сетки – 2,54 мм = 0,1″ = 100 mil. Устанавливаются госты на монтажные, переходные, крепёжные и технологические отверстия (диаметры) – выбираются с шагом 0,1 мм от 0,4 мм до 3,0 мм. Центры отверстий должны размещаться в узлах координатной сетки. При размещении вне узлов координатной сетки, следует выполнять одно из отверстий в узле координатной сетки.

• В ГОСТе-80 (14) печатная плата выступает в роли отдельного уровня, что было откровенно неудачным решением, учитывая тот факт, что она все равно отдельно не применялась, тем самым сокращая общее число доступных уровней. Еще одним недостатком является то, что из-за фиксированной величины уровня ИС его часто не удается заполнить целиком. Иногда плоскость уровня заполнена на 50% и меньше, присутствует неиспользуемый объем. Этого недостатка лишены системы, где в качестве базового уровня берется модуль - структурная единица первого уровня, унифицированная по конструктивным размерам (геометрическим и присоединительным) и имеющая два размера (высоту и ширину) постоянными, а третий размер (длину) - изменяющийся от одного типа модуля к другому.

В международном стандарте МЭК (15) плата является частью уровня "корпус частичный" (I-1, I-2), то есть печатная плата не выделена в уровень отдельной иерархии и выполняется в виде отдельного модуля, что обеспечивает бо́льшую гибкость и более широкое применение системы.

23. Конструкция электрических соединений.

• Электрическое соединение – это часть конструкции, предназначенная для обеспечения электрически неразрывной связи при объединении нескольких элементов в единый, более сложный.

• Электромонтаж – технология выполнения объединений электрических соединений.

При монтаже обеспечивается:

– надежность соединения элементов;

– доступ к элементам с целью контроля и замены;

– отвод выделенного элементом тепла;

– относительная легкость в изготовлении печатной платы.

Сложность сборочных и электромонтажных работ составляет 40-60% от сложности всех остальных работ. До 15% физического объёма компьютера – электрические соединения.

• Конструкция электрических соединений в значительной степени определяет эффективность и технические характеристики проектируемого устройства. При распространении сигнала в линии связи имеют место:

– искажения формы сигнала;

– затухания;

– задержки;

– перекрестные наводки;

– внешние помехи.

Всё это может вызвать сбой цифрового устройства или изменение параметров аналогового устройства.

– Конечное омическое сопротивление вызывает затухание.

– Неоднородности в соединениях вызывают рассогласование, происходит отражение сигнала  искажение.

– Скорость распространения сигнала конечна. 1 метр соединительного провода вносит задержку 5-10 нс. 1 пайка ~1нс.

•Эквивалентная схема длинной линии – на рис. справа. Рекомендуется, чтобы значения R, L, C были одинаковы по всей длине линии. В реальных условиях, при подключении разъёмов, проводов и других неоднородностей эти параметры оказываются различными.