Глава 5. Электрические соединения

5.1. Виды электрических соединений

Под электрическими соединениями понимаются линии передачи (ЛП) и электрические контакты, служащие для передачи сигналов и электрической энергии между микросхемами, ЭРЭ, модулями, образующими электронную аппаратуру.

По выполняемым функциям ЛП разделяются на сигнальные, объединяющие входы и выходы элементов и модулей и предназначенные для передачи сигналов, и электропитания, осуществляющие подвод электрической энергии.

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 подразделяются на:

• симметричные, состоящие из двух одинаковых изолированных проводов (прямого и обратного);

• несимметричные (с одним обратным проводом для многих ЛП);

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

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

Электрические соединения бывают внутри- и межмодульными, внутри- и межячеечными, внутри- и межблочными и т.п., что обуславливает разницу в их конструктивном исполнении.

Идеальная линия 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 1;

• способностью к объединению в узлы;

• возможностью осуществлять коммутацию без механической поддержки;

• способностью к автоматизации при проведении монтажных работ.

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

На выбор типа линии 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 включают в свой состав разнообразные по выполняемым функциям элементы и модули, отличающиеся характером обрабатываемых сигналов, мощностью, частотой и пр. При передаче электрических сигналов по линиям происходит искажение формы и спектра сигналов, их затухание. Степень этих искажений определяется степенью рассогласования параметров электронных схем с параметрами линий, взаимным влиянием расположенных по соседству линий, 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 является важной и достаточно сложной задачей, в значительной степени влияющей на качество проектируемой ЭА.