Виды электрических соединений в ЭА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЕ

Под электрическими соединениями понимают линии передачи (ЛП) и электрические контакты, служащие для передачи сигналов и электриче­ской энергии между МС, ЭРЭ, модулями, образующими ЭА.

По выполняемым функциям различают сигнальные ЛП, объединяющие входы и выходы элементов и модулей и предназначенные для передачи сиг­налов, и электропитания, осуществляющие подвод электрической энергии к элементам. В том и другом случае ЛП имеют обратный провод, называемый землей (линией нулевого потенциала, общим проводом), по которому проте­кают возвратные токи сигнальных линий и линий электропитания.

В зависимости от конструктивных особенностей обратного провода ЛП подразделяют на:

• симметричные, состоящие из двух одинаковых изолированных проводов;

• несимметричные с одним общим проводом для многих ЛП;

• коаксиальные, представляющие собой два разных по конструкции цилиндрических проводника с совмещенными осями (обратный провод есть оплетка коаксиального кабеля).

Выделяют неэкранированные и экранированные ЛП. Экраны послед­них обеспечивают защиту линий от воздействия электрических, магнитных и электромагнитных полей.

Электрические соединения бывают внутри- и межмодульными, внут­ри- и межячеечными, внутри- и межблочными и т. п., что обусловливает их конструктивное исполнение.

Линии передачи должны обладать:

• минимальным активным и индуктивным сопротивлениями;

• однородным по длине линии волновым сопротивлением;

• минимальным полем вокруг линии при протекании по ней тока;

• способностью передавать электрические сигналы в широком диапа­зоне частот, токов и напряжений;

• минимальной толщиной изоляционного слоя провода с диэлектриче­ской проницаемостью, близкой к единице;

• способностью к объединению в узлы;

• возможностью осуществлять коммутацию без механической поддержки;

• способностью к автоматизации при проведении монтажных работ.

Удовлетворить вышеперечисленным требованиям, используя какой-либо один тип ЛП, не представляется возможным. Поэтому в реальных кон­струкциях применяют разнообразные типы ЛП в зависимости от функцио­нальных особенностей как ЛП, так и аппаратуры.

На выбор типа ЛП влияют форма передаваемых сигналов, их напря­жение и частота, ослабление сигнала на единицу длины линии, механиче­ская гибкость, технологические требования и некоторые другие факторы.

Радиоэлектронные и вычислительные средства содержат разнообраз­ные по выполняемым функциям элементы и модули, отличающиеся харак­тером обрабатываемых сигналов, их мощностью, частотой и пр. При пере­даче электрических сигналов по ЛП происходит искажение формы и спек­тра сигналов, их затухание. Искажение сигнала определяется степенью рассогласования параметров электронных схем с параметрами ЛП, взаим­ным влиянием расположенных по соседству ЛП, задержкой сигналов из-за конечного времени прохождения сигналов по ЛП. Линии передачи ограни­чивают мощность, передаваемую от источника электроэнергии, и рассеива­ют в окружающее пространство электромагнитную энергию.

Выбор конструктивно-технологического варианта исполнения элек­трических соединений — важная и сложная задача, в значительной степени влияющая на качество проектируемой ЭА.

Электрический сигнал передается по проводнику тока, которым является металлическая проволока (провод), пленочные и печатные проводники. В по­перечном сечении провода бывают круглыми или прямоугольными, пленочные и печатные проводники — только прямоугольными. Провода защищаются изолирующими диэлектрическими оболочками, либо оболочками и экранами. По волноводам и волоконно-оптическим ЛП передается электромагнитная энергия радиочастотного (волновод) и светового (световод) диапазонов.

На рис. 5.1 приведены виды ЛП и конструктивные особенности их ис­полнения, если читать рисунок из любого места по направлениям стрелок. Например, существует конструктивное исполнение ЛП в виде прямоуголь­ного неизолированного провода или многожильного круглого изолирован­ного провода.

Для повышения производительности труда при сборке ЭА, упрощения электромонтажных работ ЛП объединяют конструктивно-технологически в

Рис. 5.1. Виды и конструктивные особенности линий передач

узлы (рис. 5.2), состоящие, например, в жгутах из нескольких десятков ли­ний. Чтение рисунка из любого места по направлениям стрелок позволяет получить название узла объединения. Например, опрессованный плоский кабель или печатный узел объединения.

Линии электропитания представляют собой объемные провода, пле­ночные и печатные проводники, либо проводящие пластины. Конструктив­ное исполнение сигнальных ЛП более разнообразно и во многом определя­ется частотным диапазоном передаваемых сигналов. Лишь оценив характер искажения сигналов в ЛП, можно правильно ее применить.

Все сигнальные линии связи разделяют на электрически длинные и электрически короткие, характер искажения сигналов в которых различен.

Рис. 5.2. Конструктивно-технологическое объединение линий передач

Электрически короткой (далее короткой) называют ЛП, длина которой 1_К для гармонического сигнала определяется по выражению

где λ, f — длина волны и частота сигнала; с — скорость света; e — относитель­ная диэлектрическая проницаемость среды, окружающей линию передачи.

При разложении импульсного сигнала в спектр в нем следует выде­лить гармонику наибольшей частоты и для нее определить длину короткой линии (верхний предел частоты ориентировочно можно найти по формуле /= 0,4/t_ф, где t_ф — минимальное значение фронта импульсного сигнала на уровне 0,1 и 0,9 амплитудного значения сигнала).

Длинную или короткую ЛП можно установить из соотношения фрон­та передаваемого импульса t_ф и времени задержки прохождения сигнала по линии t₃. Если имеет место неравенство t_ф/ t₃ >= 2, то ЛП электрически ко­роткая, если же сохраняется соотношение t_ф/ t₃ < 2, то — электрически длинная.

Дата добавления: 2014-01-04