Файл: 1. Роль цифровой техники в современных электронных системах, цифровые и импульсные сигналы, их параметры ответ.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 75
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
7. На печатной плате должен быть предусмотрен ориентирующий паз (или срезанный левый угол) или технологические базовые отверстия, необходимые для правильной ориентации платы.
8. Печатные проводники следует выполнять минимально короткими.
9. Прокладка рядом проводников входных и выходных цепей нежелательно во избежание паразитных наводок.
10. Проводники наиболее высокочастотных цепей прокладываются в первую очередь и имеют благодаря этому наиболее возможно короткую длину.
11. Заземляющие проводники следует изготовлять максимально широкими.
31. Помехи. Классификация помех. Основные причины, вызывающие искажение сигналов. Наводки по цепям питания и методы их уменьшения. Применение экранов в ЭВМ.
Помехой называется стороннее возмущение, действующее в системе передачи и препятствующее правильному приёму сигналов.
Классификация помех:
Внутренние помехи:
- Теплового характера; - Дробового характера (внутри электрона);
- Перекрестная помеха (помехи соседних каналов).
Внешние помехи – это помехи от различных электрических установок: промышленных, электрических и т.д.
Помехи по действию делятся на активные и пассивные. Активные имеют свой источник, пассивные не имеют источника, т.е. у них идет изменение параметров.
По характеру: случайные и целенаправленные.
По характеру проявления на выходе приемника:
Основные причины, вызывающие искажения сигналов при прохождении их по цепям ЭВМ, следующие:
а) отражения от несогласованных нагрузок и от различных неоднородностей в линиях связи;
б) затухание сигналов при прохождении их по цепям последовательно соединенных элементов;
в) ухудшение фронтов и задержки, возникающие при включении нагрузок с реактивными составляющими;
г) задержки в линии, вызванные конечной скоростью распространения сигнала;
д) перекрестные помехи;
е) паразитная связь между элементами через цепи питания и заземления;
ж) наводки от внешних электромагнитных полей.
Электрическое объединение логических и других элементов ЭВМ осуществляют связями двух видов
: сигнальными и цепями питания. По сигнальным связям информация передается в виде импульсов напряжения и тока. Шины питания служат для подведения энергии к элементам от низковольтных источников постоянного напряжения. При использовании одного источника напряжения питания к элементам подводится с помощью двух проводников: прямого и обратного. Часто на элементы необходимо подавать напряжение от нескольких источников с разными номиналами. В этом случае для уменьшения количества шин питания обратные проводники объединяют в одну шину, которую соединяют с корпусом машины и называют шиной «земля».
При прохождении мощных сигналов по цепям связи последние становятся источниками электромагнитных полей, которые, пересекая другие цепи связи, могут наводить в них дополнительные помехи. Источниками электромагнитных помех могут быть также мощные промышленные установки, транспортные коммуникации, двигатели и т.д.
Устройства, чувствительные к статическим магнитным полям (например, магнитные элементы с разомкнутым магнитопроводом), могут неустойчиво работать даже от таких слабых полей, как магнитное поле Земли. Для того чтобы локализовать, где это возможно, действие источника полей или сам приемник помех, используют экраны.
По принципу действия различают электростатическое, магнитостатическое и электромагнитное экранирования.
32. Тепловые режимы в конструкциях цифровых устройств.
Тепловой режим конструкции ЭВС считается нормальным, если обеспечивается нормальный тепловой режим всех без исключения составных частей конструкции (ИМС, ЭРЭ, соединений, материалов и т.п.).
Тепловой режим отдельного элемента считается нормальным, если выполняются два условия: температура элемента (или окружающей элемент среды) находится в пределах, определенных паспортом или техническими условиями на него; температура элемента должна быть такой, чтобы обеспечить его функционирование с заданной надежностью.
Первое условие обязательно для каждого элемента, второе определяется заданными в техническом задании на разработку показателями надежности. Обычно считают, что высокая надежность и длительный срок службы ЭВМ будут гарантированы, если температура среды внутри ЭВМ нормальная (20…250С) и изменяется не более чем за час непрерывной работы.
Расчет теплового режима устройств ЭВМ заключается главным образом в определении по конструктивным данным тепловой модели температур нагретых зон (объем, в котором рассеяние тепла) и поверхностей элементов. В ходе расчета определяют также температуру в других характерных зонах устройства (окружающего воздуха, корпуса и т.д.) и характеристики системы охлаждения. Методики расчета считаются удовлетворительными, если результаты расчета обладают заданной точностью, подтверждаются опытом проектирования и испытаниями опытного образца. Обычно, методика считается инженерной, если обеспечивается точность расчета не хуже 10 - 15%. В инженерных методиках наиболее часто используется коэффициентный метод, т. е. Связь между перегревом нагретой зоны и влияющими на тепловой режим устройства факторами осуществляется при помощи соответствующих коэффициентов. (Более детальное рассмотрение подходов в моделировании тепловых режимов устройств ЭВМ приведено в исследовательской части проекта).
33. Тепловые режимы. Пути переноса тепловой энергии в ПЦУ.
При тепловой обработке пищевых продуктов используются различные способы переноса теплоты от источника к нагреваемому продукту: теплопроводность, конвекция и излучение.
Теплопроводность — это процесс молекулярного переноса теплоты в твердых материалах, который происходит между непосредственно соприкасающимися телами или частицами тел с различной температурой. В металлах перенос теплоты осуществляется в основном путем диффузии свободных электронов.
Способность тела (вещества) проводить те плоту характеризуется коэффициентом теплопроводности А,, Вт/(м-К), который численно равен количеству теплоты, проходящей в единицу времени через единицу изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице. Изотермической называется поверхность в продукте, во всех точках которой температура одинакова. Температурный градиент — это направление наиболее интенсивного изменения температуры (вектор изменения температуры). Величина этого вектора grad ^определяется как отношение изменения температуры AtK единице длины перемещения At в направлении вектора (кратчайшее расстояние между изотермическими поверхностями).
34. Цели и предпосылки создания САПР. История развития САПР.
История САПР началась в 1960 году, когда Айвен Сазерленд, молодой ученый из Массачусетского технологического института (США), изобрел графическую чертежную программу Sketchpad, которая позволяла рисовать отрезки и дуги, а также объединять их в простые фигуры.
Настоящая революция в области САПР произошла с изобретением персональных компьютеров в начале 1980-х, когда на рынок вышли удобные, дешевые, производительные и простые в использовании системы. Появление таких САПР нового поколения определило два направления развития. С одной стороны, САПР позволяли автоматизировать процесс черчения, дав возможность уйти от ручного создания чертежей на бумаге и перейти к созданию электронных документов. Такие системы не были привязаны к конкретной области, что способствовало широкому распространению САПР в самых разных проектных областях. С другой стороны, они стали платформой для создания огромного количества приложений, предназначенных для решения конкретных проектных задач.
Первые САПР были исключительно двумерными (2D) и позволяли проектировать объекты и оформлять документацию в плоскости. Позже, с развитием компьютеров и совершенствованием языков программирования, появились системы трехмерного проектирования (3D), которые предназначены для разработки объектов в объеме.
К настоящему времени устоялась следующая классификация САПР:
35. Классификация САПР по различным признакам. Электронные САПР.
Классификация по назначению систем:
• Машиностроительные – используются в самых разных сферах деятельности: от разработки механизмов космических аппаратов и оборудования до проектирования различной бытовой техники.
• Изделия радиоэлектроники и приборостроения – используются для проектирования печатных плат, интегральных микросхем, монтажных и принципиальных плат, автотрассировки.
• Электротехнические – используются для разработки принципиальных и монтажных схем электрооборудования, его пространственной компоновки и для ведение баз данных готовых изделий.
• Объекты строительства – используются для трехмерного проектирования архитектурно-строительных конструкций, расчета специальных конструкций, планирования территорий под строительство, типовых статических расчетов строительных конструкций и для ведение баз данных типовых элементов.
• Оборудование промышленных установок и сооружений – используется для создания принципиальных схем установок, пространственной разводки трубопроводов и кабельных трасс, проектирования систем отопления, водоснабжения, электроснабжения, вентиляции и кондиционирования, ведение баз данных оборудования, трубопроводной арматуры, готовых электротехнических изделий.
• Геоинформационные – используются для оцифровки данных полевой съемки, анализа геодезических сетей, построения цифровых моделей рельефа, создания в векторной форме карт и планов, ведения земельного и городского кадастров, ведения электронного картографического архива.
36. Общие сведения о надёжности устройства, основные понятия, свойства надёжности.
Надёжность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования
Надёжность — комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также определённое сочетание этих свойств.
37. Общие сведения о надёжности устройства, основные понятия, свойства надёжности с экономической точки зрения.
Надежность является единственным показателем качества, учитывающим изменчивость свойств объекта, обусловленную разбросом характеристик исходных материалов и отклонениями в технологии изготовления, а также разброс характеристик внешних нагрузок, действующих на объект, и накопление изменений, происходящих в объекте в процессе эксплуатации (старение, износ и т. п.).
Надежность формируется при проектировании и расчете, обеспечивается при изготовлении (производстве), реализуется и поддерживается в эксплуатации. Она зависит: от конструкции объекта и его элементов, применяемых материалов, методов защиты от вредных воздействий, системы смазки, приспособленности к ремонту и обслуживанию и др. конструктивных особенностей; от качества материалов, качества изготовления элементов и сборки объекта, методов контроля над процессом изготовления, возможностей управления технологическими процессами, методов испытаний и т. п.; от методов и условий эксплуатации, принятой системы технического обслуживания и ремонта, режимов работы и других эксплуатационных факторов.
8. Печатные проводники следует выполнять минимально короткими.
9. Прокладка рядом проводников входных и выходных цепей нежелательно во избежание паразитных наводок.
10. Проводники наиболее высокочастотных цепей прокладываются в первую очередь и имеют благодаря этому наиболее возможно короткую длину.
11. Заземляющие проводники следует изготовлять максимально широкими.
31. Помехи. Классификация помех. Основные причины, вызывающие искажение сигналов. Наводки по цепям питания и методы их уменьшения. Применение экранов в ЭВМ.
Помехой называется стороннее возмущение, действующее в системе передачи и препятствующее правильному приёму сигналов.
Классификация помех:
Внутренние помехи:
- Теплового характера; - Дробового характера (внутри электрона);
- Перекрестная помеха (помехи соседних каналов).
Внешние помехи – это помехи от различных электрических установок: промышленных, электрических и т.д.
Помехи по действию делятся на активные и пассивные. Активные имеют свой источник, пассивные не имеют источника, т.е. у них идет изменение параметров.
По характеру: случайные и целенаправленные.
По характеру проявления на выходе приемника:
-
Сосредоточенные (гармонические); -
Импульсные; -
Шумовые. -
Основные причины, вызывающие искажения сигналов при прохождении их по цепям ЭВМ, следующие:
а) отражения от несогласованных нагрузок и от различных неоднородностей в линиях связи;
б) затухание сигналов при прохождении их по цепям последовательно соединенных элементов;
в) ухудшение фронтов и задержки, возникающие при включении нагрузок с реактивными составляющими;
г) задержки в линии, вызванные конечной скоростью распространения сигнала;
д) перекрестные помехи;
е) паразитная связь между элементами через цепи питания и заземления;
ж) наводки от внешних электромагнитных полей.
Электрическое объединение логических и других элементов ЭВМ осуществляют связями двух видов
: сигнальными и цепями питания. По сигнальным связям информация передается в виде импульсов напряжения и тока. Шины питания служат для подведения энергии к элементам от низковольтных источников постоянного напряжения. При использовании одного источника напряжения питания к элементам подводится с помощью двух проводников: прямого и обратного. Часто на элементы необходимо подавать напряжение от нескольких источников с разными номиналами. В этом случае для уменьшения количества шин питания обратные проводники объединяют в одну шину, которую соединяют с корпусом машины и называют шиной «земля».
При прохождении мощных сигналов по цепям связи последние становятся источниками электромагнитных полей, которые, пересекая другие цепи связи, могут наводить в них дополнительные помехи. Источниками электромагнитных помех могут быть также мощные промышленные установки, транспортные коммуникации, двигатели и т.д.
Устройства, чувствительные к статическим магнитным полям (например, магнитные элементы с разомкнутым магнитопроводом), могут неустойчиво работать даже от таких слабых полей, как магнитное поле Земли. Для того чтобы локализовать, где это возможно, действие источника полей или сам приемник помех, используют экраны.
По принципу действия различают электростатическое, магнитостатическое и электромагнитное экранирования.
32. Тепловые режимы в конструкциях цифровых устройств.
Тепловой режим конструкции ЭВС считается нормальным, если обеспечивается нормальный тепловой режим всех без исключения составных частей конструкции (ИМС, ЭРЭ, соединений, материалов и т.п.).
Тепловой режим отдельного элемента считается нормальным, если выполняются два условия: температура элемента (или окружающей элемент среды) находится в пределах, определенных паспортом или техническими условиями на него; температура элемента должна быть такой, чтобы обеспечить его функционирование с заданной надежностью.
Первое условие обязательно для каждого элемента, второе определяется заданными в техническом задании на разработку показателями надежности. Обычно считают, что высокая надежность и длительный срок службы ЭВМ будут гарантированы, если температура среды внутри ЭВМ нормальная (20…250С) и изменяется не более чем за час непрерывной работы.
Расчет теплового режима устройств ЭВМ заключается главным образом в определении по конструктивным данным тепловой модели температур нагретых зон (объем, в котором рассеяние тепла) и поверхностей элементов. В ходе расчета определяют также температуру в других характерных зонах устройства (окружающего воздуха, корпуса и т.д.) и характеристики системы охлаждения. Методики расчета считаются удовлетворительными, если результаты расчета обладают заданной точностью, подтверждаются опытом проектирования и испытаниями опытного образца. Обычно, методика считается инженерной, если обеспечивается точность расчета не хуже 10 - 15%. В инженерных методиках наиболее часто используется коэффициентный метод, т. е. Связь между перегревом нагретой зоны и влияющими на тепловой режим устройства факторами осуществляется при помощи соответствующих коэффициентов. (Более детальное рассмотрение подходов в моделировании тепловых режимов устройств ЭВМ приведено в исследовательской части проекта).
33. Тепловые режимы. Пути переноса тепловой энергии в ПЦУ.
При тепловой обработке пищевых продуктов используются различные способы переноса теплоты от источника к нагреваемому продукту: теплопроводность, конвекция и излучение.
Теплопроводность — это процесс молекулярного переноса теплоты в твердых материалах, который происходит между непосредственно соприкасающимися телами или частицами тел с различной температурой. В металлах перенос теплоты осуществляется в основном путем диффузии свободных электронов.
Способность тела (вещества) проводить те плоту характеризуется коэффициентом теплопроводности А,, Вт/(м-К), который численно равен количеству теплоты, проходящей в единицу времени через единицу изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице. Изотермической называется поверхность в продукте, во всех точках которой температура одинакова. Температурный градиент — это направление наиболее интенсивного изменения температуры (вектор изменения температуры). Величина этого вектора grad ^определяется как отношение изменения температуры AtK единице длины перемещения At в направлении вектора (кратчайшее расстояние между изотермическими поверхностями).
34. Цели и предпосылки создания САПР. История развития САПР.
История САПР началась в 1960 году, когда Айвен Сазерленд, молодой ученый из Массачусетского технологического института (США), изобрел графическую чертежную программу Sketchpad, которая позволяла рисовать отрезки и дуги, а также объединять их в простые фигуры.
Настоящая революция в области САПР произошла с изобретением персональных компьютеров в начале 1980-х, когда на рынок вышли удобные, дешевые, производительные и простые в использовании системы. Появление таких САПР нового поколения определило два направления развития. С одной стороны, САПР позволяли автоматизировать процесс черчения, дав возможность уйти от ручного создания чертежей на бумаге и перейти к созданию электронных документов. Такие системы не были привязаны к конкретной области, что способствовало широкому распространению САПР в самых разных проектных областях. С другой стороны, они стали платформой для создания огромного количества приложений, предназначенных для решения конкретных проектных задач.
Первые САПР были исключительно двумерными (2D) и позволяли проектировать объекты и оформлять документацию в плоскости. Позже, с развитием компьютеров и совершенствованием языков программирования, появились системы трехмерного проектирования (3D), которые предназначены для разработки объектов в объеме.
К настоящему времени устоялась следующая классификация САПР:
-
МашиностроительныеСАПР (MCAD - Mechanical Computer-Aided Design) -
Архитектурно-строительныеСАПР (AEC CAD - Architecture, Engineering and Construction Computer-Aided Design) -
САПРэлектронныхустройств (EDA - Electronic Design Automation) -
Средстваавтоматизацииинженерныхрасчётов (CAE - Computer-Aided Engineering) -
Системы автоматизированного проектирования и программирования (подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ) (CAM - Computer-AidedManufacturing)
35. Классификация САПР по различным признакам. Электронные САПР.
Классификация по назначению систем:
• Машиностроительные – используются в самых разных сферах деятельности: от разработки механизмов космических аппаратов и оборудования до проектирования различной бытовой техники.
• Изделия радиоэлектроники и приборостроения – используются для проектирования печатных плат, интегральных микросхем, монтажных и принципиальных плат, автотрассировки.
• Электротехнические – используются для разработки принципиальных и монтажных схем электрооборудования, его пространственной компоновки и для ведение баз данных готовых изделий.
• Объекты строительства – используются для трехмерного проектирования архитектурно-строительных конструкций, расчета специальных конструкций, планирования территорий под строительство, типовых статических расчетов строительных конструкций и для ведение баз данных типовых элементов.
• Оборудование промышленных установок и сооружений – используется для создания принципиальных схем установок, пространственной разводки трубопроводов и кабельных трасс, проектирования систем отопления, водоснабжения, электроснабжения, вентиляции и кондиционирования, ведение баз данных оборудования, трубопроводной арматуры, готовых электротехнических изделий.
• Геоинформационные – используются для оцифровки данных полевой съемки, анализа геодезических сетей, построения цифровых моделей рельефа, создания в векторной форме карт и планов, ведения земельного и городского кадастров, ведения электронного картографического архива.
36. Общие сведения о надёжности устройства, основные понятия, свойства надёжности.
Надёжность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования
Надёжность — комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также определённое сочетание этих свойств.
37. Общие сведения о надёжности устройства, основные понятия, свойства надёжности с экономической точки зрения.
Надежность является единственным показателем качества, учитывающим изменчивость свойств объекта, обусловленную разбросом характеристик исходных материалов и отклонениями в технологии изготовления, а также разброс характеристик внешних нагрузок, действующих на объект, и накопление изменений, происходящих в объекте в процессе эксплуатации (старение, износ и т. п.).
Надежность формируется при проектировании и расчете, обеспечивается при изготовлении (производстве), реализуется и поддерживается в эксплуатации. Она зависит: от конструкции объекта и его элементов, применяемых материалов, методов защиты от вредных воздействий, системы смазки, приспособленности к ремонту и обслуживанию и др. конструктивных особенностей; от качества материалов, качества изготовления элементов и сборки объекта, методов контроля над процессом изготовления, возможностей управления технологическими процессами, методов испытаний и т. п.; от методов и условий эксплуатации, принятой системы технического обслуживания и ремонта, режимов работы и других эксплуатационных факторов.