Особенности конструирования модулей второго уровня

Панель. Являясь промежуточным элементом конструкции между ячейкой и шкафом, панель может быть выполнена как в виде автономного самостоятельно изготовляемого узла, так и в виде нераздельной части шкафа. Как в том, так и в другом случае конструктивными частями панели, как правило, являются: основание; каркас; направляющие ячеек; ответные части разъемов ячеек; элементы коммутации панели; элементы фиксации ячеек; элементы крепления панели в шкафе.

В качестве основания используют листовой диэлектрик (например, стеклотекстолит) или печатную плату. Толщина основания должна быть не менее 2 мм, его габаритные размеры определяются количеством ячеек и принятым шагом их расположения. В случае применения листового нефольгированного диэлектрика ответные части разъемов ячеек устанавливают так, чтобы можно было осуществлять электрические соединения между ними навесными проводниками.

В одно- или двусторонних печатных платах шины «питание» и «земля» выполняют печатным способом, а сигнальные связи – навесными проводниками. В технически обоснованных случаях в качестве основания панели допускают использование многослойной печатной платы. При этом расположение сигнальных слоев должно отвечать предъявляемым требованиям по быстродействию.

Примером панелей с печатными платами в качестве основания служат панели ЕС ЭВМ, где применяют платы с двусторонним и многослойным (до 10 слоев) монтажом.

Для примера, на рис. 3 представлена конструкция панели ЭВМ CPS-30 фирмы «Computer Signal Prosessors», предназначенной для электрического и механического объединения ячеек 1. Основа панели — металлический каркас, на котором закреплено откидывающееся диэлектрическое основание 3. Ячейки 1 вставяют в ответные части разъемов 2, которые закреплены на основании панели. Электрическое соединение панели с остальными узлами машины осуществляют гибким кабелем 4.

Рис. 3. Конструкция откидной панели

Панель может быть выполнена без основания: ответные части ячеек монтируют на каркасе, а соединения между ними осуществляют навесными проводниками. Питание подводят по проводникам или шинам.

Направляющие для ТЭЗ на печатных платах в панелях, а также в блоках и корпусах различных типов могут быть выполнены из пластмассы или металла.

Блок. Блок, как и панель, предназначен для электрического и механического объединения ячеек, но отличается от ее тем, что является разъемным конструктивно законченным узлом ЭВМ. Блочный принцип построения применяют главным образом для небольших машин. Поэтому часто блок является функционально законченным узлом ЭВМ, включающим в себя полностью одно из устройств машины. В связи с этим конструкции блока обязательно должны быть предусмотрены элементы контроля, а при необходимости и элементы управления работой смонтированного в блоке устройства (как правило, эти элементы располагают на передней панели). кроме того, в состав конструкции блока входят каркас, ответные части разъемов ячеек, элементы коммутации (разъемы), направляющие и устройство крепления в стойке ЭВМ. Ответные части разъемов ячеек располагают с постоянным шагом в нижней части или на одной из боковых стенок каркаса. При необходимости в конструкцию блока вводят направляющие ячеек.

На рис. 4 приведена конструкция блока. Основой блока служит металлический каркас 2, к которому прикрепляют переднюю панель 9 с ручкой 8, маркировкой 5 и колодку с контрольными гнездами 7. На задней стенке каркаса размещают разъемы блока 3 и винт фиксирующего устройства 4. Боковые стенки каркаса профилированы под направляющие 6, в, нижней части блока находятся ответные части разъемов 10. В блок может быть установлено до 28 ячеек 1 в два ряда.

Рис. 4. Пример конструкции блока, соединяющего до 24 ячеек

Монтаж между ячейками осуществляют распайкой проводников на штыри ответных частей разъемов. Проводники укладывают в жгуты и распаивают затем на разъемы блока. Блок устанавливают в стойке так, чтобы микросхемы равномерно охлаждались движущимися потоками воздуха.

Конструкция блока, в котором ячейки вставляются с боковой стороны, приведена на рис. 5. Ячейки 6 устанавливают в блок по направляющим 5 и прикрепляют к ним двумя. На переднем панели 2 блока находятся колодка с контрольными гнездами 3 и ручка 4. На задней стенке 7 помещены разъемы. В нижней и верхней стенках каркаса блока 1 предусмотрены окна для теплообмена. Охлаждение осуществляется теплопередачей по цепи –– микросхема –– теплоотводящая шина –– направляющая –– стенка блока.

Рис. 5. Пример конструкции блока с разъемы с боковой фиксацией ячеек

Конструкция панели для монтажа ячеек двух типоразмеров приведена на рис. 6. Одна часть панели отведена под монтаж ячеек или блоков высотой 3U (132,5 мм) с печатными платами размером 100X160 мм, а другая часть —под ячейкой высотой 6U (265,9 мм) с печатными платами размером 233,4X160 мм. Общие габаритные размеры такой панели 482,6X265,9X225 мм.

Рис. 6. Конструкция панели для монтажа ячеек двух типоразмеров

Субблок. Субблок, как и блок, является разъемным конструктивным узлом ЭВМ. Особенность субблока – плоская компоновка: длина и ширина намного превышают его высоту. Субблок предназначен для электрического и механического объединения модулей и состоит из следующих основных частей, металлической рамы, печатного основания, на котором установлены штыревые колодки (если в модулях предусмотрены контактные отверстия) или отверстия (под контактные штыри модулей), разъемов, контрольных гнезд, фиксирующего устройства, направляющих.

Рассмотрим особенности конструкции субблока (рис. 7). На металлической раме 2 закрепляют основание 3, выполненное из фольгированного диэлектрика толщиной 2,5 мм. На основании параллельными рядами располагают колодки со штырями 1, на которых монтируют модули 4 в восемь рядов. На основании

Рис. 7. Конструкция субблока

монтируются также другие необходимые элементы, например конденсаторы 5. На раме с задней стороны прикреплены ловители 6, разъемы 7 и винтовое фиксирующее устройство 8. На передней планке рамы установлены колодки с контрольными гнездами 10. Боковые стороны рамы 9 используют как направляющие.

На рис. 8 представлены два варианта установки модулей на основании субблока. В первом варианте (рис. 8,а) модули 1 имеют коммутационные отверстия, в которые при монтаже продевают штыри колодки, установленной на основании 2. Вспомогательный штырь модуля соединяют со штырем колодки накруткой оголенного проводника (бандажированием).

Электрическая связь штыря с другими элементами (штырями, контактом разъема и т. д.) осуществляется накруткой проводников. Во втором варианте (рис. 8,6) колодка со штырями устанавливается на плате модуля 1, при монтаже штыри продевают в отверстия основания 2, далее связь выполняют накруткой проводника. В первом варианте для электрического подключения модуля к основанию используют три соединения (два — накруткой и одно —пайкой), во втором варианте—два соединения (накруткой и пайкой). Однако во втором варианте следует предусматривать дополнительное крепление модуля на плате основания, в то время как в первом варианте удержание модуля происходит за счет выполнения соединения накруткой.

Рис. 8. Варианты установки модулей на плату субблока.

Конструкция дополнительного крепления навесного проводника

Во всех случаях сигнальные связи рекомендуется выполнять навесными одиночными проводниками или бифилярами, а шины «питание» и «земля» — печатными.

С целью увеличения жесткости и надежности соединения крайний штырь — контакт разъема для связующего проводника (при его длине более 40 мм) необходимо предусматривать дополнительное крепление, например так, как представлено на рис. 8,в. Здесь проводник связи продевают сквозь два отверстия в основании.

Применение субблочного варианта компоновки ЭВМ позволяет создать достаточно гибкую конструкцию, удобную в изготовлении, наладке и эксплуатации. Это обеспечивается большой функциональной насыщенностью, плоскостностью компоновки, разъемным исполнением, использованием передовых технологических приемов изготовления и т. д.

Рис. 9. Конструкция стойки с откидными субблоками

В эксплуатации удобны откидные субблоки (рис. 9), применение которых позволяет производить настройку, находить неисправности и вести ремонт, не извлекая субблок из стойки. Но они имеют недостаток – необходимость отводить сравнительно много места гибким кабелям от разъемов субблоков.

Дата добавления: 2014-01-07