Искусство схемотехники. Том 3 (Изд.4-е)

Хоровиц Пауль

Третьей возможностью является использование в качестве задней панели материнской платы — печатной платы, на которой монтируются гнезда печатных разъемов. Материнские платы широко применяются в системах с передачей сигналов по шинам (почти всегда в компьютерах), — и в любом случае нельзя забывать о возможности их использования, если прибор предназначен для серийного производства. Двусторонние материнские платы обладают тем преимуществом, что дают возможность иметь земляную плоскость (пониженная индуктивность и связь сигнальных шин) или использовать обе стороны как сигнальные, если межплатный монтаж достаточно сложен. В «шинных» системах монтаж между платами обычно упрощается благодаря наличию сквозных соединении между соответствующими «шинными» выводами на всех платах. Задние панели в компьютерах иногда выполняются

в виде материнских плат со сквозными выступающими штырьками для соединений накруткой. Это очень удобно, особенно если вам нужна материнская плата, чтобы по ней провести все шины и подводку питания, а нешинные штырьки оставить свободными для монтажа требуемой схемы накруткой. На рис. 12.14 изображена фотография простой материнской печатной платы.

Рис. 12.14. Использование материнской платы позволяет удобно осуществлять межплатные соединения. Значительно уменьшается объем ручной работы и вероятность ошибок при монтаже, при этом обеспечивается высокое качество исполнения. В больших схемах материнская плата и ее разъемы должны, очевидно, жестко монтироваться сзади блок-каркаса для плат.

12.10. Оформление

В зависимости от назначения электронная аппаратура размещается в настольных корпусах (комплектуемых с резиновыми опорами и имеющих откидную лицевую панель на петлях) и в корпусах или панелях, вставляющихся в стандартную «релейную стойку» шириной 475 мм (блоки либо привинчиваются непосредственно к боковым стенкам стойки, идущим вертикально от пола, либо монтируются на шарикоподшипниках, скользящих по полозьям стойки для облегчения доступа). Модули приборов конструируются так, чтобы они могли вставляться в более крупные монтажные единицы — «бункер», «обойму» или «крейт» (в последнем случае подключение к источнику питания обычно осуществляется сзади через стандартный разъем). Возможны и другие виды корпусов приборов, например, такие, как передвижные (в том числе по вертикали) подставки-лафеты.

Как при настольном оформлении, так и при использовании напольных стоек имеется возможность разнообразить формы корпусов. Наиболее распространены корпуса шириной 425 мм различной высоты (всегда кратной 43,75 мм) и глубины. При этом можно подобрать наиболее удобные размеры фланцев и полозьев монтажных стоек (в стойках шириной 475 мм расстояние между фланцами составляет примерно 437,5 мм). Таким образом, путем небольших изменений в механической конструкции прибора вы можете переделать корпус из монтируемого на стойках в настольный вариант или наоборот. Следует отметить, что для некоторых корпусов при переделке требуется удалять внешний кожух, для других можно оставить его без изменений.

Что касается модульных приборов, то NIM-бункеры распространены в ядерной и атомной измерительной аппаратуре, а крейт КАМАС используется для компьютерных интерфейсов. Несколько фирм ограничиваются выпуском модулей и бункеров, например Tektronix-серий ТМ500, Vector-серией пустых модулей EFP. В каждом типе оформления имеются пустые шасси в комплекте с задними разъемами, согласующимися с розетками источника постоянного тока материнского бункера.

12.11. Замечания по конструкции

Чем пытаться перечислять многообразные выпускаемые корпуса по названиям или стилям, нам проще сделать некоторые замечания о конструкции приборов. Эти замечания вместе с рисунками этой главы помогут вам выбрать корпуса для электронной аппаратуры и заполнить их схемами наилучшим образом.

Обычно на переднюю панель выводятся индикаторы, измерительные и показывающие приборы, кнопки и т. п., а также ручки управления и часто используемые разъемы. Приспособления и разъемы, к которым не требуется частый доступ, обычно выносятся на заднюю стенку, как и большие разъемы, соединительные провода, предохранители и т. п. (рис. 12.15).

Рис. 12.15.

В этом приборе задняя панель служит теплоотводом для мощных транзисторов. На ней крепятся ручки управления, которыми редко пользуются, и разъемы. Чтобы обеспечить доступ к девяти схемным платам, размещенным в блок-каркасе, передняя панель сделана съемной.

Традиционным является придавать профессиональный вид фронтальной панели путем трафаретного экранирования надписей под окраску или анодирование алюминием поверхности. Результат смотрится неплохо, но тенденция к корродированию при частом грубом обращении остается (хотя прозрачное защитное покрытие значительно улучшит ситуацию). Если вы посмотрите на последние приборы Fluke, Tektronix или Hewlett-Packard, вы увидите новый вариант — панель с приклеенной пленкой Lexan, обладающей приятным внешним видом и невероятной прочностью. Надписи делаются методом трафаретного экранирования на обратной стороне матово-текстурированной пленки Lexan толщиной 0,25 мм, на которую затем наносится клей, обеспечивающий прочное сцепление. Можно применить тиснение или рисование несколькими цветами, а также использовать специальные цветные пластиковые окошки или вырезы. Есть много мест, где вы можете заказать панели кожухов с прессованными оттисками: вы должны для этого предоставить точный шаблон оригинала (обычно позитив или негатив рабочего размера). Оригинал можно изготовить с помощью сухого переноса при натирании тиснения или, еще лучше, используя некоторые настольные издательские пакеты программ и лазерный принтер.

По-видимому, наиболее важно при размещении прибора помнить о необходимости обеспечения хорошего доступа к схемным платам и ручкам управления. Добивайтесь, чтобы вставлять компоненты в прибор можно было без больших усилий. Это значит, что нужно очень хорошо развести кабельные соединения, чтобы модульные блоки извлекались без применения паяльника. Кроме того, нужна точная планировка, чтобы можно было в процессе работы прибора проверять схемные платы. Например, если в блок-каркасе платы смонтированы вертикально, то для того, чтобы добраться до платы, надо снять крышку корпуса, а затем вставить переходник для работы с выдвинутой платой. Только тогда схема будет доступна. Если платы смонтированы горизонтально, то можно обеспечить доступ, сделав переднюю панель съемной или откидной. Вообще, следует сопротивляться соблазну укладывать схемы слоями, когда одна схема полностью закрыта другой. На рис. 12.16 показан образец удобной съемной передней панели, связанной с корпусом кабелем.

Рис. 12.16. Один из способов обеспечения удобного доступа к монтажу панели управления. Все провода выносятся на один конец так, чтобы панель могла откидываться на петлях или отделяться от прибора. Здесь панель с салазками вставляется по направляющим прибора. Отметим использование кабельных жгутов и самосцепляющихся держателей, благодаря которым проводка выглядит опрятной.

12.12. Охлаждение

Приборы, потребляющие более нескольких ватт, обычно нуждаются в принудительном воздушном охлаждении. По приближенным подсчетам небольшие приборы, выделяющие более 10 Вт, или более крупные узлы, расходующие более чем 25 Вт, работают, вероятно, лучше, если их обдувать вентилятором. Важно помнить, что в корпусе, заполненном схемами, будет прекрасный температурный режим, если корпус установлен на стенде, а его крышка снята. Но если схема помещена в стойке вместе с тепловыделяющими приборами (когда окружающая температура может достигать 50 °C) и закрыта крышкой, то она будет сильно перегреваться. Это приводит не только к быстрому разрушению компонентов, сколько главным образом к неудовлетворительной работе.