5.2. Конструкции сигнальных линий передач.

Монтажные провода. Материалом токопроводящих жил монтажных проводов являются медь и ее сплавы. С уменьшением габаритов аппаратуры, уменьшением длин и диаметров монтажных проводов, с ужесточением требований механических воздействий все большее применение стали находить медные сплавы, обладающие более высокой прочностью на разрыв, гибкостью при незначительных ухудшениях проводимости.

Монтажные провода бывают одно- и многожильными. Высокая гибкость, долговечность и надежность провода в условиях воздействий ударов и вибраций обеспечивается свиванием нескольких одиночных проводов в многожильный провод. Промышленностью поставляются многожильные провода на 3, 7, 12, 17, 19, 27, 37 и большее число круглых жил. Многожильный провод с суммарной площадью поперечного сечения токопроводящих жил, равной площади поперечного сечения одиночного провода, имеет несколько больший диаметр и стоимость, которые увеличиваются с возрастанием числа жил. Увеличение механической прочности многожильных проводов достигается введением в конструкцию провода центральной упрочняющей стальной жилки.

Предохранение от электрического замыкания провода на корпус изделия (монтажную панель, несущую конструкцию) или на соседний провод возможно нанесением на токопроводящую жилу изоляционного покрытия. Материал и конструкция изоляции при минимальной толщине должны обеспечивать высокие электрические параметры (диэлектрическую прочность, сопротивление изоляции, диэлектрическую постоянную) в процессе и после приложения внешних воздействий, а так же после длительного хранения. В настоящее время существует большое разнообразие различных типов изоляционных покрытий.

Выбор провода производится исходя из требуемых условий эксплуатации, нагрузки по току, допустимого падения напряжения, утечки тока, диэлектрической прочности. Одножильные провода рекомендуется использовать для жестко фиксируемого на несущей конструкции монтажа, не подверженного воздействиям ударов и вибраций. Увеличение числа жил провода повышает его стойкость к многократным перегибам в условиях воздействий вибраций.

Можно рекомендовать следующий размерный ряд сечений токопроводящих жил монтажных проводов: 0,03; 0,05; 0,08; 0,12; 0,20; 0,35; 0,50; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5 мм . Выбор диаметра провода зависит от протекающего тока и допустимого перегрева провода. Плотность тока для различных диаметров проводов при длительных допустимых токовых нагрузках, приводящих к перегреву провода на 20 C относительно окружающей среды, приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1.

Допустимые токи нагрузки медных монтажных проводов.

Диаметр, мм2	0,25	0,35	0,5	0,7	0,9
Плотность тока, А/мм2	14	13	12	10	10
Ток, А	0,7	1,3	2,5	4	7
Диаметр, мм2	1,1	1,4	1,6	1,8	2,5
Плотность тока, А/мм2	10	9	9	8	8
Ток, А	10	14	17	20	30

Из данных таблицы следует, что для проводов малых диаметров имеют место большие плотности токов за счет более активного теплообмена с окружающей средой.

Расчетные формулы для проводов:

• сопротивление - ;

• длина - ;

• допустимый ток - ;

• падение напряжения - ,

где  - удельное сопротивление материала провода (табл. 5.2); d - диаметр провода, мм; l - длина провода, м; s - сечение провода, мм ;j - плотность тока, А/мм ; I - ток, A; α - температурный коэффициент материала провода (табл. 5.2); t - перегрев провода, .

Таблица 5.2.

Удельное сопротивление и температурные коэффициенты металлов проводов

Металл	, Ом.мм2/м	, 0С-1
Бронза	0,08	0,004
Латунь	0,03 ... 0,06	0,002 ... 0,007
Медь	0,0175	0,004
Алюминий	0,0286	0,004

В таблице 5.3 приведены наиболее широко используемые в ЭВМ марки монтажных проводов с указанием областей применения.

Таблица 5.3.

Марки проводов

Наименование	Марка	Рабочая температура, 0С	Область применения
Провод монтажный с волокнистой и полихлорвиниловой изоляцией	МШВ МГШВ МГШВЭ	-60 ... +70	Фиксированный внутри- и межприборный монтаж устройств, эксплуатируемых в полевых условиях
Провод монтажный с полихлорвиниловой изоляцией	МГВ МГВЭ МГВЛ ПМВ ПМОВ ПМВГ	-60 ... +70	Фиксированный монтаж слаботочной аппаратуры
Провод монтажный с лавсановой изоляцией, теплостойкий	МГТЛ МГТЛЭ	-60 ... +150	Фиксированный и гибкий внутриприборный монтаж
Провод монтажный малых сечений	МГТФ МГСТФ МГТФЭ	-60 ... +70	Монтаж слаботочной аппаратуры
Провод монтажный с полиэтиленовой изоляцией повышенной теплостойкости	ПМП ПМПЭ ПМПЛ	-60 ... +220	Внутри и межприборный монтаж

Печатные проводники. Печатная плата является основным конструктивным элементом электронной аппаратуры. В низкочастотной аппаратуре узкие плоские сигнальные проводники печатной платы располагаются на диэлектрическом основании совместно с проводниками электропитания и нулевого потенциала, которые с целью уменьшения падения напряжения на них выполняются широкими, насколько это возможно. Одно- и двусторонние печатные платы не обеспечивают для всех проводников однородного и стабильного волнового сопротивления, поскольку сигнальные проводники располагаются на разных расстояниях от проводника нулевого потенциала. Между проводниками имеет место значительная емкостная и индуктивная связь.

В высокочастотном диапазоне уменьшение паразитной связи между проводниками достигается введением в конструкцию платы экрана, заземление которого обеспечивает также и одинаковые значения волновых сопротивлений сигнальных проводников. Экран является общим для всех проводников платы и выполняется в виде одного или нескольких проводящих слоев многослойной печатной платы. Функцию экрана в многослойных платах выполняет часто сплошной слой электропитания.

Расчетные соотношения для основных электрических параметров печатных проводников представлены в табл. 5.4. В первой строке таблицы показан эскиз микрополосковой, во второй - полосковой линии передачи. При расположении проводников на границе двух диэлектриков, например плата - воздушная среда или плата - лаковое покрытие, можно использовать расчетные соотношения первой строки таблицы, вычислив по приближенной формуле = , где - относительная диэлектрическая проницаемость сред, на границе которых располагается проводник.

Таблица 5.4.