2. Указать конструктивные особенности выполнения модулей третьего и четвертого уровней для эс различного назначения. Л. 2, с. 51-64.

Модули 3-го уровня:

• Панель;

• Блок;

• Субблок;

• Комплектный корпус.

Модуль 4-го уровня - стойка (шкаф).

Панель является 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.

Конст­руктивные части панели: основание, каркас, направляющие ячеек, ответные части разъемов ячеек, элементы коммутации панели, элементы фиксации ячеек, эле­менты крепления панели в шкафе.

Блок, как и панель, предназначен для электрического и ме­ханического объединения ячеек, но отличается от нее тем, что является разъемным конструктивно законченным узлом ЭВМ. Блочный принцип построения применяют главным образом для небольших машин.

В состав конструкции блока вхо­дят каркас, ответные части разъемов ячеек, элементы коммута­ции (разъемы), направляющие и устройство крепления в стойке ЭВМ.

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 или от­верстия, разъемов, контроль­ных гнезд, фиксирующего устройства и направляющих.

Комплектный корпус. Размеры комплектного корпуса определяют длиной L и вы­сотой Н передней панели или передней части корпуса с учетом или без учета фланцев (угольников) для крепления в комплекс­ном корпусе. Размер В устанавливает ширину корпуса от опор­ной поверхности передней панели (или фланцев) до задней кром­ки корпуса, без учета выступающих частей соединителей. Наибо­лее критичными размерами для компоновки являются длина L и высота Н.

Стойка (шкаф) также должна быть типовым конструктив­ным элементом электронного средства вне зависимости от функ­ционального назначения содержащихся в ней элементов, узлов и устройств. Ос­новные конструктивные элементы шка­фа: рама, боковые стенки, дверцы с пе­редней и задней сторон, регулируемые по высоте опоры, механический замок с электрофиксатором, электроблокировка, вентиляторы и система вентиляционных отверстий, блоки питания, местный пульт управления, элементы электриче­ского соединения шкафов между собой.

2. Дайте полную характеристику сигнальной связи в виде «длинной» линии.

Электрически “длинная” линия связи характеризуется временем распространения сигнала, много большим фронта импульса. В этой линии сигнал, отраженный от ее конца, приходит к ее началу после окончания фронта импульса и искажает его форму. Это линии с распределенными параметрами. Соединения внутри субблоков, блоков, панелей, внутристоечные и межстоечные в основном электрически “длинные”.

(Далее идет теория, для понимания.)

Э лектрически «длинную» линию связи при расчетах схем рассматривают как однородную линию с распределенной емкостью С₀ и индуктивностью L₀. Переходные процессы в таких линиях зависят от характера перепада напряжения u_вх на входе линии и соотношения волнового сопротивления линии z₀ ( ), выходного сопротивления z_г генератора импульсов и входного сопротивления z_н, нагруженного на конец линии элемента (рисунок 11.1, а).

Из электротехники известно, что если линия с волновым сопротивлением z₀ нагружена на сопротивление z_н, то коэффициент отражения K_u(p), определяемый как отношение изображения (по Лапласу) напряжения отраженной волны к изображению напряжения падающей волны, определяется соотношением

K_u(p) = u_отр(p)/ u_вх(p) = (z_н – z₀)/ (z_н + z₀). (11.1)

Если z_н = z₀, то K_u(p) =0, и такую линию называют согласованной – в ней не происходит отражений от сопротивления нагрузки.

Е сли z_н ≠ z₀, то K_u(p) ≠ 0, и такую линию называют несогласованной: волна напряжения, достигнув конца линии, отражается синфазно (в случае K_u(p) > 0) или в противофазе (в случае K_u(p) < 0). Отраженная от конца линии волна напряжения, достигнув ее начала, или затухает, если z_г = z₀, или вновь отражается, если z_г ≠ z₀. На рисунке 11.1, б схематически представлен процесс прохождения волны напряжения в линии, для которой z₀ ≠ z_г и z_н ≠ z₀.

Пусть генератор выдает напряжение u(t). На входе линии связи это напряжение преобразуется в напряжение u_вх(t) в соответствии с формулой

u_вх(t) = [z₀/(z₀ + z_г)] u(t).

В свою очередь, это напряжение, пройдя по линии связи со скоростью , через время , достигнет конца линии и отразится от него с коэффициентом отражения

K_u1 = (z_н – z₀)/( z_н + z₀).

Отраженная волна через время Т, дойдя до начала линии, отразится от него с коэффициентом отражения K_u2 = (z_г – z₀)/( z_г + z₀).

Процесс поочередного отражения волны напряжения от обоих концов линии связи продолжается до тех

пор, пока амплитуда отраженной волны не уменьшится до нуля. Отраженные волны напряжения накладываются на падающие, и в итоге форма входного напряжения может существенно исказиться.

Аналогичные рассуждения можно привести для волны тока, учитывая, что коэффициент отражения волны тока

K_i(p) = ( z₀ – z_н)/( z₀ + z_н),

т.е. K_i(p) = –K_u(p), а это означает, что волна тока отражается в противофазе с волной напряжения.

Если z_Н активно, то (z_н – z₀)/( z_н + z₀) не зависит от р и K_u(p) =– K_i(p)= K_отр определяет не только отношение изображений, но и оригиналов отраженной и падающей волн напряжения и тока.

При этом форма отраженной волны подобна форме волны падающей, а ее величина и знак определяются K_отр. Отражения волн напряжения и тока могут быть не только от несогласованных нагрузок на концах линий, но и от различных неоднородностей в ней самой. Представленная на рисунке 11.2 линия на участке А имеет волновое сопротивление z₀₁, а на участке В – волновое сопротивление z₀₂. Волна напряжения (тока), достигнув границы раздела, при дальнейшем продвижении вдоль линии изменит свое значение на K_uu1(K_ii1), где

K_u = –K_i =( z₀₂ – z₀₁)/( z₀₂ + z₀₁).

Это является следствием отражения от границы раздела двух участков линии с различными значениями волнового сопротивления.

Для анализа переходных процессов в электрически «длинной» линии связи необходимо знать ее волновое сопротивление Z₀.

z₀ = (60/ )Arch(h/r) = (60/ )ln(h + ) / r.

Отражения в «длинной» линии связи при различных нагрузках

К линии связи могут быть подключены один или несколько нагрузочных элементов, реакцию каждого из которых на подаваемое в линию напряжение определяют характером и значением его входного сопротивления. В общем виде входное сопротивление нагрузки можно представить в виде эквивалентной схемы, изображенной на рисунке 11.3.

Эта RC-цепъ (рисунок 11.3) адекватна большинству нагрузочных схем, используемых в цифровых системах, и позволяет получать чисто резистивную (R₂ = ∞) и чисто емкостную (R₁ = ∞,R₂= 0 и R₃ = ∞) нагрузки на линию.

1. Нагрузка чисто резистивная (R₂ = ∞, z_н = R₃). В этом случае возможны три варианта: z0 = R3, z0 < R3 и z0 > R3. В соответствии с (11.1) коэффициенты отражения по напряжению для каждого из вариантов равны: K_u1 = 0, K_u2 > 0, K_u3 < 0.

Если на вход линии подается ступенька напряжения амплитудой U (рисунок 11.4, а), то при z₀ = R₃ отражения от конца линии не произойдет и форма сигнала на входе линии (в точке А на рисунке 11.1, а) не изменится. При z₀ ≠ R₃ отраженная волна через время 2T достигнет точки А и форма сигнала исказится (рисунок 11.4, а).

При подаче на вход линии напряжения с линейно изменяющимся фронтом происходит искажение входного сигнала так, как представлено на рисунке 4.4, б (при 2Т> τ_ф) и на рисунке 11.4, в

(при 2Т< τ_ф).

В случае подачи на вход линии напряжения с экспоненциально нарастающим фронтом форма его искажается так, как показано на рисунке 11.4, г.