Детали печатной платы – Самое детальное введение
Детали печатной платы очень важны в процессе производства печатных плат.
Но часто ли Вы задавались этим вопросом?
Как правильно выбрать компоненты печатной платы?
Многие из них представляют собой стандартные детали, которые можно быстро идентифицировать, найти и приобрести.
Другие компоненты являются патентованными, что затрудняет их поиск.
Вы можете значительно упростить сборку печатной платы, зная, какие детали Вам нужны.
В следующей статье я собираюсь дать Вам структурированный доклад.
1. Обозначение компонентов печатной платы
Все электронные устройства состоят из нескольких частей. Эти части работают вместе, чтобы изменять и управлять током и напряжением для получения желаемого эффекта. Печатные платы действуют как опорные сети, сохраняя все соединённым и сжатым в форме, удобной в использовании.
Большинство компонентов представляют собой стандартные детали, которые можно быстро идентифицировать, найти и приобрести. Они имеют простые для понимания формы, размеры и цвета. Другие компоненты являются патентованными, что затрудняет их поиск.
Отличная схематичная диаграмма может помочь Вам определить, какие детали нужны и когда. Эти чертежи предоставляют собой снимок вашей схемы с использованием символов для обозначения каждого типа компонентов. Прямые сплошные линии обозначают проводку и разъемы между деталями. Зигзагообразные линии обозначают резисторы. Конденсаторы — это короткие параллельные линии и так далее. Чтобы узнать больше о том, как настроить схему, ознакомьтесь со следующей статьей: Схема: Полное пользовательское руководство.
В функциональной схеме также используются буквы и цифры для обозначения положения каждого компонента в схеме. Например, одиннадцатый резистор — это “R11” на схеме.
Рисунок 1. Стандартное обозначение комплектующих печатной платы
Печатные платы
Сами печатные платы достаточно просты. Это просто тонкие пластиковые прямоугольные пластины или полиэфирная пленка. Большинство из них голубые или коричневые, хотя есть и другие цвета. Независимо от цвета, новые платы имеют один или несколько слоёв проводящей медной фольги.
На большинстве плат эта фольга будет только с одной стороны, но иногда Вы можете столкнуться и с двусторонними печатными платами. Некоторые профессиональные ПК могут иметь большое количество слоев меди. В любом случае, Вы должны использовать специальные травильные растворы, чтобы превратить фольгу в проводку вашей схемы.
Однако Вы можете купить предварительно протравленные платы и вообще пропустить этот шаг. Вам необходимо выбрать плату нужного размера для ваших нужд и случая.
Резисторы
Резисторы ограничивают прохождение тока через цепь. Эти маленькие горизонтальные цилиндры часто имеют четыре или пять цветных полос, которые помогают определить их сопротивление и устойчивость. На резисторах большего размера может быть написана эта информация.
Их схематические системы также могут иметь эту информацию, напечатанную словами. В любом случае на печатных платах используется символ R для обозначения резисторов.
Потенциометры
Переменные резисторы обычно обозначаются в омах с помощью трех цифр. Первые две цифры показывают численное значение сопротивления резистора, а третья — показатель множителя, который необходимо возвести в 10 степень.
Потенциометры также имеют буквенный код для обозначения изменения сопротивления и VR для переменного резистора, отмеченного где-то на них.
Конденсаторы
Конденсаторы хранят электрический заряд. Эти компоненты выпускаются в виде маленьких леденцов в форме дисков или больших цилиндров. В любом случае, информация печатается прямо на них. В печатных платах конденсаторы обозначаются буквой C.
Переходники
Переходники — это то, как Ваше устройство подключается к другим устройствам и другим платам на том же компьютере. Эти компоненты, как правило, имеют пластиковый корпус и один или несколько контактов. Контакты служат связующими звеном между Вашим устройством и кабелями.
Диоды
Диоды — это односторонние электрические компоненты с полосой, которая указывает направление тока. Вы можете найти их технические характеристики на их корпусе. Также Вы можете встретить светодиоды и стабилитроны.
На диаграммах для обозначения диодов используются стрелка и полоса, а на платах буквы D или CR, где стрелка указывает направление тока.
Светодиод
Светодиод или светоизлучающий диод – это компонент, который может излучать свет. Они могут быть одно-и многоцветные, а также в низко-и высокомощных вариантах. Наиболее распространены одноцветные светодиоды с низким энергопотреблением. Они часто бывают разных цветов, но не всегда.
У них есть только два вывода: катод и анод. Многоцветные имеют более одного цвета и набор клемм для каждого из них. Мощный светодиод имеет большой металлический корпус для отвода лишнего тепла. Для обозначения светодиодов используются символ диода на схемах.
Реле
Реле — это электронные переключатели. под напряжением разомкнуто, а когда отключено — замкнуто. Эти компоненты обычно имеют пластиковые корпуса с указанием их технических характеристик. На большинстве плат для обозначения реле используется буква K.
Транзисторы
Транзисторы — это особый тип переключателя. Вы можете идентифицировать их по трем клеммам и по форме в виде буквы “D”. На печатных платах часто используют букву Q для обозначения расположения транзисторов.
Схемы транзисторов представляют собой круги с тремя выводами. Внутри круга одна точка идет прямо к стержню, а другая ведет по диагонали от стержня. На одном из стержней есть стрелка.
Индукторы
Индукторы, по сути проволочные петли, часто трудно идентифицировать. Вы можете найти их либо в виде необработанной проводной катушки, либо с цветовой кодировкой. В любом случае, Вы должны проверить компоненты перед их использованием. К счастью, на печатных платах буква L обозначает индуктор.
Кристаллы и генераторы
Эти естественные часы, отмеченные на платах символами X или Y, обеспечивают бесперебойную и своевременную работу наших электронных устройств. Уникальный внешний вид кварцевого генератора позволяет легко идентифицировать эти компоненты. На них также есть их техническая характеристика.
Интегральная схема (ИС)
Микросхемы потребуют некоторых усилий для правильной идентификации, поскольку сразу несколько разных типов микросхем могут входить в один и тот же корпус. Вам чаще всего надо найти символы U или IC в техническом описании устройства. Так как именно таким образом они обозначаются на печатных платах.
Техническое описание содержит схемы их устройств, а их обычно можно найти в Интернете. Прямоугольные блоки используются для обозначения этих компонентов в коммутационных схемах.
2. Общие компоненты печатной платы
Большинство печатных плат содержат не все типы компонентов. Так как большинству схем требуется всего несколько деталей для работы с каждой схемой, которым нужны разные компонентов. Тем не менее, есть некоторые совпадения и несколько общих различий для каждой печатной платы, которую Вы строите.
Вот общие компоненты печатной платы:
2.1 Корпус типа BGA
Корпус с матрицей шариковых выводов (BGA) относится к особому типу поверхностей печатной платы. Он используется для постоянного крепления устройств, например, микропроцессоров к печатным платам.
BGA имеет некоторые преимущества перед другими методами. Именно поэтому он стал излюбленным и используется при производстве интегральных схем и электронных устройств.
Массив шариков, распространенная форма электронного производства, создана на основе уже существующей технологии массива штифтовой сетки (PGA). Вместо штифтов для передачи электрических сигналов от печатной платы в массиве шариковой сетки использует крошечные капли припоя.
Шарики припоя равномерно размещаются на плате в виде массива или обычной сетки и осторожно нагреваются в специальной печи. Поверхностное натяжение обеспечивает удержание компонентов в нужном положении.
2.2 Корпус типа QFN
Корпус QFN, вероятно, является самым популярным полупроводниковым корпусом сегодня по четырем причинам: низкая стоимость, малый форм-фактор, отличные электрические и тепловые характеристики.
Как и у любого другого полупроводникового корпуса, функциональность корпуса QFN заключается в подключении кремниевых кристаллов (ASIC) к печатной плате (PCB). Подключение может производиться как физически, так и электрически с использованием технологии поверхностного монтажа.
QFN — это корпус на основе планарных выводов, который также называется CSP (корпусом размерами с кристалл) . Есть возможность просмотра и контакта с выводами после сборки печатной платы.
Корпус QFN может иметь один или несколько рядов контактов. Разделение штампа образует однорядную структуру или же происходит процесс удаления соединений. Оба метода делят широкий массив пакетов на отдельные связки.
Многорядный QFN использует процесс травления для достижения желаемого количества рядов и выводов. Затем они становятся раздельными, будто распилены.
Преимущества выбора корпусов QFN заключаются в сниженной индуктивности выводов за счёт оптимально коротких соединительных проводов. Более того за счёт маленького веса, тонкого профиля и малогабаритных размеров, близких к размерам кристалла.
Кроме того, благодаря открытой медной матрице QFN идеально подходит для многих новых применений, которые требуют более высокой производительности.
2.3 LPKF
Припой сопротивляется с помощью LPKF ProMask, а печатная плата (PCBA) отображает с помощью LPKF ProLegend.
Паяльные маски и PCBA для прототипирования в домашних условиях являются основным требованием для надежности пайки. В особенности для поверхностного монтажа (SMT).
Паяльные маски профессионального качества можно быстро и эффективно наносить на структурированные печатные платы с помощью LPKF ProMask. Паяльная маска печатается на прозрачной плёнке из программы CAD. Далее переносится на печатную плату и проявляется.
В четыре простых шага структурированная печатная плата получает идеальную поверхность для пайки без коротких замыканий. Печать PCBA использует аналогичный процесс. ProMask и ProLegend включают в себя все инструменты и материалы, необходимые для достижения идеальных результатов.
LPKF ProMask и LPKF ProLegend — это необходимые инструменты для быстрого, простого и недорогого прототипирования печатных плат или небольших партий. Процесс фотооптической экспозиции переносит все структуры или маркировки на печатную плату всего за несколько шагов.
LPKF ProMask и ProLegend обеспечивают профессиональную отделку в четыре простых шага:
1. Распечатайте шаблон фото
Шаблон фотографии с желаемым макетом печатается на прозрачной плёнке с помощью LPKF CircuitPro и стандартного лазерного принтера.
2. Нанесите краску
Смешайте припой из предварительно дозированной краски и отвердителя.
Нанесите припой на структурированную печатную плату с помощью прилагаемого ролика.
Затем печатную плату сушат в конвекционной печи в течение 10 минут.
3. Поместите фотошаблон
Установите фотошаблон на печатную плату и поместите в УФ-экспозер.
Включите лазерный прибор на 30 секунд. Снимите печатную плату и удалите фотошаблон.
4. Проявите и отвердите паяльную маску
Приготовьте проявляющую ванну с проявляющим порошком и горячей водой.
Используйте кисточку, чтобы удалить неэкспонированный припой в проявляющей ванне. Припой устаивается, затем затвердевает и выпаривается в конвекционной печи в течение 30 минут. Затем порошковый pH-кондиционер нейтрализует все химические компоненты для экологически безопасной утилизации.
Этот список может изменяться по мере того, как интегральные схемы становятся все более распространенным на рынке хобби. Я уже знаю основные компоненты большинства профессиональных плат и любого устройства с вычислительными функциями.
3. Выбор компонентов печатной платы
Для лучших проектов печатных плат используются лучшие компоненты. Другого пути нет. С правильно подобранными компонентами печатной платы вероятность выхода из строя уменьшается и, соответственно, стоимость снижается.
Если Вы выберете компоненты неразумно, в дальнейшем Вы можете столкнуться с проблемами. Так, они могут значительно увеличить стоимость вашего проекта, особенно если некоторые компоненты редкие и дорогие.
Вы можете сделать несколько вещей, чтобы убедиться, что используете только правильные компоненты для Вашей схемы. Вам стоит следовать этим правилам.
1. Сделайте план проекта с помощью схематических диаграмм.
Прежде чем перейти к реальным компонентам, завершите свой проект виртуально. Отличное схематичное изображение покажет Вам, какие компоненты и где Вам нужны.
Затем можете использовать схему для создания списка материалов для компонентов в соответствии с их размерами и количествами.
Рисунок 2. Стандартные условные обозначения для общих компонентов печатной платы
2. Выберете правильное крепление.
Поверхностный монтаж стоит меньше всего, но он, как правило, возможен только с небольшими компонентами, которые собираются машинным способом. Если Вы устанавливаете компоненты вручную, можете использовать сквозную систему крепления, которая дает доступ к более важным компонентам.
3. Установка пространственных компонентов относительно их требований.
Каждый компонент имеет требование к воздушному зазору. Убедитесь, что вокруг них достаточно места для рассеивания тепла и предотвращения случайного короткого замыкания.
Обратите внимание, что силовые части имеют самые высокие требования к зазору и их тепло может физически деформировать нижележащую печатную плату.
4. В компонентах печатных плат используется пайка.
Вы хотите знать, можно ли паять вещи вручную или в печи оплавления.
Если Вы будете припаивать свою плату вручную, Вам нужны важные сквозные компоненты. Паять более легкими компонентами стоит при переходе на меньший области.
Следуя этому короткому списку правил, Вы оптимизируете свои проекты, используя при этом только необходимые компоненты. Это сэкономит Ваши деньги, а также освободит время, которое Вы сможете использовать для других проектов. Или же сможете протестировать свой проект перед его выпуском.
4. Электронные компоненты и материалы
Наличие превосходного плана печатной платы – еще ничто без компонентов для их сборки. Более того недавние изменения в отрасли могут затруднить поиск деталей. Как большинство любителей, Вы, должно быть, покупаете детали онлайн или извлекаете их из других устройств.
У каждого метода есть свои плюсы и минусы. Вам придется потратить много времени, чтобы собрать все необходимое, прежде чем Вы сможете начать. Сбор расходных материалов — это наиболее сложный аспект создания печатных плат. И нет реального способа сделать его быстрее.
Как правило, Вам нужен список постоянных поставщиков, которые, как Вы знаете, будут иметь большинство, если не все, необходимые Вам детали. Хоть и можно найти прекрасные списки в Интернете, все же только Вы сами можете составить идеальный список для себя.
Например, потому, что у Вас может быть любимый местный магазин, который может доставить детали по мере необходимости. И это вместо ожидания отправления по почте.
В любом случае, после завершения составления, Ваш список магазинов электронных запчастей будет служить кратким справочником для реализации проектов. При этом он будет экономить Ваше время и деньги для более важных задач.
Если рядом с Вами нет поставщика запчастей или Вы не можете найти их в Интернете, Вы можете получить детали из уже существующих плат и устройств.
Таким образом, нужно знать, как идентифицировать части старых плат-доноров, чтобы Вы могли переработать всё, что ещё работает. Новые платы должны использовать стандарты, упомянутые выше. А вот на старых платах могут быть использованы более ограниченные идентификаторы компонентов.
К счастью, Вы сможете найти схемы этих старых бардов в Интернете.
4.1 Идентификация компонентов телевизионной печатной платы
Старые телевизоры являются общедоступным источником донорской электроники. Эти устройства обычно устаревают, чтобы в дальнейшем использовать их в качестве телевизоров. Обычно их просто выбрасывают в мусорную корзину. Это также означает, что во многих случаях Вы можете получить эти платы бесплатно.
Конечно, Вы хотите убедиться, что их компоненты все еще работают, прежде чем использовать их повторно. Также нужно знать, подойдут ли они в качестве печатной платы для вашего проекта.
Как правило, Вам стоит беспокоиться только об электролитических конденсаторах и резисторах. Эти компоненты имеют тенденцию к устареванию при нагревании, что может навсегда изменить их работоспособность.
Остальные компоненты должны быть в порядке, хотя стоит убедиться, что ничего не сгорело. Будьте осторожны при их удалении, так как можно повредить их провода, сделав их непригодными.
По большей части старые телевизионные компоненты представляют собой то, что на них напечатано. Кроме того, общие компоненты по-прежнему представляют собой то, что и в обычных устройствах. Единственное реальное отличие, которое Вы увидите на старых телевизионных платах, — это прямоугольные резисторы.
Некоторые телевизионные компоненты, которые Вы можете найти:
• AM IF резонатор. Кристалл генератора – обычно небольшая оранжевая коробочка Обычно они колеблются на частоте 455 кГц, но Вы также можете найти резонаторы 500 или 560 кГц.
• Танталовые электролитические конденсаторы. Они маленькие и синие.
• Керамические резонаторы. Эти трехконтактные компоненты действуют как фильтры для звуковых сигналов.
• Высоковольтные резисторы. Это большие белые коробки с напечатанной на них информацией.
• Линия задержки. Эти большие компоненты задерживают сигналы через цепь.
4.2 Компоненты мобильной печатной платы
Мобильные печатные платы, как правило, удобнее в использовании, чем телевизионные платы. Во-первых, почти все они используют современные стандарты идентификации электронных компонентов. Итак, у Вас уже должны быть навыки, необходимые для того, чтобы найти то, что нужно.
Во-вторых, старые мобильные устройства доступнее и дешевле. У Вас может быть несколько старых устройств, так как большинство людей регулярно обновляют свои мобильные телефоны.
Тем не менее, всегда полезно знать, что делает каждая часть, прежде чем вскрывать винтажный iPhone. Среднестатистический телефон имеет удивительно большую схему внутри. Большая ее часть оптимизирована для работы.
Вы можете найти как аналоговую, так и цифровую электронику, находящуюся и работающую рядом друг с другом.
Хотя многоплатные устройства действительно существуют, большая часть мобильной электроники размещается на одной печатной плате. Однако эта плата разделена на две разные части: сеть и питание. Каждая часть имеет свои потребности и функции, поэтому Вы должны помнить о них при поиске запчастей.
Сетевая половина содержит все радиочастотные элементы и является важнейшей схемой, которая заставляет работать все мобильное устройство. В верхней части находятся антенна и точка антенны. Они расположены отдельно от остальной части схемы.
Под точкой антенны Вы найдете схемы передатчика и приемника.
Примечательными компонентами в этой области являются:
• Антенный переключатель. Переключатель имеет металлические и неметаллические части с 16 точками или ножками, расположенными чуть ниже точки антенны. Он белый в устройствах GSM-сети, но золотой в устройствах CDMA. Обратите внимание, что некоторые устройства объединяют переключатель в свой PFO.
• Генератор частоты мощности (PFO). Также называемый усилителем мощности (PA) и полосовым фильтром, PFO представляет собой кварцевый генератор, который управляет беспроводным сигналом устройства. Он расположен либо рядом с антенным переключателем, либо внутри него.
• Кварцевый генератор 26 MHz. Также называется сетевым кристаллом. Он генерирует сигналы передачи. Вы найдете эту металлическую коробку рядом с PFO.
• Сетевая интегральная схема. Сетевая ИС обеспечивает логику передачи сигнала. Обычно она находится под антенным переключателем и PFO, но некоторые устройства объединяют микросхему с процессором.
• Фильтры RX и TX. Эти черные ящики фильтруют и регулируют входящие и исходящие сигналы соответственно.
• Генератор, управляемый напряжением (VCO). Эта микросхема преобразует сигнал между аналоговым и цифровым.
4.3 Силовая часть
Блок питания — это сердце мобильного устройства, содержащее все его вычислительные компоненты.
• Микросхема питания. Окруженная несколькими конденсаторами коричневого цвета, микросхема питания управляет батареей для питания всего устройства. Некоторые устройства могут иметь две такие цепи.
• Центральный процессор (ЦП). Процессор — это самая большая микросхема на печатной плате.
• Флеш-микросхема. Расположена рядом с процессором. Флеш-микросхема-это ПЗУ, которое предоставляет предварительно настроенное программное обеспечение.
• ПЗУ and ОЗУ. Микросхемы постоянно запоминающего устройства и оперативно запоминающего устройства расположены рядом с ЦП.
• Зарядная микросхема: Зарядная микросхема регулирует заряд батареи. Расположена рядом с резистором 22.
• Аудио микросхема. Расположена рядом с микросхемой питания. Это звуковой чип мобильного устройства.
• Часы реального времени (RTC): Этот кремниевый генератор, расположенный рядом с микросхемой питания, является часами печатной платы.
• Логическая микросхема. Логическая микросхема управляет звонком, вибрацией и светодиодами. Однако универсального места для нее не существует.
5. Понимание рынка электронных компонентов
Для дистрибьюторов комплектующих, производителей электронного оборудования и многих других. Необходимо иметь представление о рынке электронных компонентов. Во времена бума компоненты становятся более трудоемкими для повышения цен у поставщиков. А сроки выполнения заказов значительно увеличиваются.
Во времена рецессии цены падают, а доступность растет, особенно на полупроводники. Планирование позволяет производителям поддерживать производственные линии в рабочем состоянии, а также снижать затраты.
5.1 Существенные факторы для развития тенденции электронных компонентов
Многие известные факторы влияют на рынок в целом. Одним из факторов является анализ существующих тенденций роста в глобальном масштабе и для разных стран. Еще один фактор — это новые и растущие отрасли электронной промышленности. Ожидается появление автомобильного сектора и технологии интернета вещей. Значительный рост будет стимулировать общий рост.
Такие отрасли, как мобильная и фиксированная связь, компьютерные устройства всех форм. Более того, многие другие хорошо зарекомендовали себя и, вероятно, их рост будет меньше.
5.2 Однако многие неизвестные факторы могут повлиять на экономические условия, управляющие глобальной экономикой в целом.
Продукция электронной промышленности увеличивается.
Наряду с ростом устройств на основе акустоэлектроники и магнитоэлектроники, бурное расширение получило производство иного оборудования. Такого как микрокомпьютеры, цветные кинескопы, электронные калькуляторы (в том числе программируемые калькуляторы).
А также видеомагнитофоны, электронные часы, высококачественные стереосистемы.
Многие из этих новшеств, такие как транзисторы, возникли в результате военных исследований, которые требовали все более сложных электронных устройств для современной высокотехнологичной войны.
Индустрия бытовой электроники является основным рынком для потребителей электронных компонентов. Именно поэтому в последнее время резко возрос спрос на электронные устройства. В частности, на развитых рынках он оказывает значительное влияние на мировой рынок электронных компонентов.
Производители электронных устройств наращивают свои производственные мощности, чтобы удовлетворить растущий спрос на них. Например, растущий спрос на оборудование для беспроводной связи.
Инфраструктура сети передачи данных требует многослойные печатные платы. Промышленная экспансия на развивающихся рынках и в электронной медицинской промышленности. Кроме того, увеличение рынка электронных компонентов.
Так что более конкурентоспособной будет электронная промышленность. Кроме того, значительно возрастут затраты и рыночные цены электронных компонентов. Поэтому для правильного выбора компонентов требуются более инновационные технологии.
Заключение
Полностью функционирующая печатная плата содержит несколько компонентов, которые работают вместе для достижения определенной функции. Знание того, как определить эти компоненты, поможет Вам спланировать и построить свой следующий проект.
Помимо этого, Вам нужно знать их пределы, помните, не все компоненты необходимы в каждом проекте. Благодаря этому процессу у Вас будет проект печатной платы, который сможете осуществить в рамках бюджета и в разумные сроки.
Если Вам нужны компоненты, то Вы можете извлечь их из старых печатных плат. Такие платы находятся в старых телевизорах и мобильных устройствах, или е их можно купить у надежного поставщика.
Покупка деталей может быть дороже, но это единственный способ убедиться, что все Ваши компоненты работают, прежде чем Вы припаяете их к плате.
Если Вам нужна помощь в поиске компонентов, Вы можете обратиться к нам за консультацией. Мы предоставляем комплексное обслуживание PCBA «под ключ». Мы здесь, чтобы помочь Вам приобрести все расходные материалы для PCBA. Все наши сборочные компоненты поставляются известными компаниями Digikey и Mouser.
Таким образом, Вы можете быть уверены, что наши компоненты имеют лучшее качество и приемлемую цену на рынке.
а что за черное круглое петно на плате?
Бескорпусная микросхема, так называемая «капля».
Кристалл смонтирован прямо на печатной плате, а сверху защищен каплей черного компаунда.
Бескорпусная микросхема — это полупроводниковый кристалл, предназначенный для монтажа в гибридную микросхему или микросборку (возможен непосредственный монтаж на печатную плату) . Обычно, после монтажа, микросхему покрывают защитным лаком или компаундом, с целью предотвратить или снизить влияние на кристалл негативных факторов окружающей среды.
Трудно поверить, но, — это антенна. В радиомодулях ее заливают так, чтобы умелыми руками нельзя было сломать.
Как называются черные детали на плате
Любой, кто разбирал компьютер, видел как много различных элементов на материнской плате, в этой статье я постараюсь кратко описать и показать основные компоненты, устанавливаемые на материнские платы современных компьютеров.
Транзисторы
Или мосфет. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора — изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.
Резисторы
Резистор — это пассивный элемент радиоэлектронной аппаратуры, предназначенный для создания в электрической цепи требуемой величины электрического сопротивления, обеспечивающий перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы.
Электролитические конденсаторы
Электролитические конденсаторы схожи с аккумуляторами, но в отличии от которых выводят весь свой заряд в крошечные доли секунды. Используются, чтобы выровнять напряжение или блокировать постоянный ток в цепи.
Другие конденсаторы
Керамические SMD, танталовые, ниобиевые и др. Лучше для электроники, которая не требует высокой интенсивности работы.
Диоды
Диоды позволяют электричеству течь в одном направлении и обычно используются в качестве защиты и выпрямителей тока.
Светодиоды
Светодиод (LED). В основном LED — крошечные лампочки.
Индуктор
Индуктор (дроссель) — обмотка провода, катушка, используется для смягчения скачка тока при запуске. Зачастую стоят перед процессором.
Генератор тактовых частот
Генератор тактовых частот (клокер) — устройство, формирующее тактовые частоты, используемые на материнской плате и в процессоре.
 |
 |
Кварц
Кварц перемещает энергию назад и вперед между двумя формами в равные доли времени. Задаёт частоту работы всей электрической схемы.
SuperIO (SIO, MultiIO, MIO, «мультик»)
Третья по значимости и размеру микросхема на материнской плате – после мостов. Отвечает за порты ввода-вывода (COM, LPT, GamePort, инфракрасный порт, PS/2 для клавиатуры и мыши и др.). Является микроконтроллером(выполняет часть прошивки биос), выродился из контроллера клавиатуры, но в современных платах выполняет множество важных функций. Он например мониторит сигналы с Шим и когда убедится что всё ОК с питанием — даёт южному мосту команду "нажали на вкл, запускайся", ещё он управляет режимами S0-S5. На текущий момент это его основной функционал, а функции ввода — вывода — отмирающий придаток. Зачастую обладает дополнительным функционалом:
- встроенный Hardware Monitoring;
- контроллер управления скоростью вентиляторов;
- интерфейс для подключения CompactFlash-карт;
ШИМ-контроллер
ШИМ-контроллер (от Широтно-Импульсная Модуляция) — главная микросхема, управляющая напряжением на материнской плате.
 |
 |
Мосты
"Мосты" главные электронные компоненты материнских плат. Подробнее здесь.
Микропроцессор(ЦП)
Микропроцессор (ЦП)- является полным механизмом вычисления.
BIOS
BIOS (Basic Input-Output System) микросхемы основной системы ввода/вывода.
Dual Bios
Технология Dual Bios на материнских платах производства Gigabyte. В случае сбоя основного bios его можно восстановить из резервной микросхемы.
Батарейка CMOS.
Батарейка CMOS. Служит для хранения настроек BIOS и для поддержания системного времени в актуальном состоянии.
Аудиокодек
Аудиокодек (англ. Audio codec; аудио кодер/декодер) — компьютерная программа или аппаратное средство, предназначенное для кодирования или декодирования аудиоданных.
Сетевой контроллер (Onboard LAN)
Сетевой контроллер (Onboard LAN) представляет собой отдельную микросхему. Как и в случае с аудио кодеком при выходе из строя может сильно греться. Ремонтируется так же заменой или демонтажем.
Как называются и как выглядят компоненты материнских плат.
Любой, кто разбирал компьютер, видел как много различных элементов на материнской плате, в этой статье я постараюсь кратко описать и показать основные компоненты, устанавливаемые на материнские платы современных компьютеров.
Или мосфет. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора — изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.
Резистор — это пассивный элемент радиоэлектронной аппаратуры, предназначенный для создания в электрической цепи требуемой величины электрического сопротивления, обеспечивающий перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы.
Электролитические конденсаторы схожи с аккумуляторами, но в отличии от которых выводят весь свой заряд в крошечные доли секунды. Используются, чтобы выровнять напряжение или блокировать постоянный ток в цепи.
Керамические SMD, танталовые, ниобиевые и др. Лучше для электроники, которая не требует высокой интенсивности работы.
Светодиод (LED). В основном LED — крошечные лампочки.
Катушки и индуктивности
Индуктор (дроссель) — обмотка провода, катушка, используется для смягчения скачка тока при запуске. Зачастую стоят перед процессором.
Генератор тактовых частот.
Генератор тактовых частот (клокер) — устройство, формирующее тактовые частоты, используемые на материнской плате и в процессоре.
Кварц перемещает энергию назад и вперед между двумя формами в равные доли времени. Задаёт частоту работы всей электрической схемы.
SuperIO (SIO, MultiIO, MIO, «мультик»).
Третья по значимости и размеру микросхема на материнской плате – после мостов. Отвечает за порты ввода-вывода (COM, LPT, GamePort, инфракрасный порт, PS/2 для клавиатуры и мыши и др.). Является микроконтроллером (выполняет часть прошивки биос), выродился из контроллера клавиатуры, но в современных платах выполняет множество важных функций. Он например мониторит сигналы с Шим и когда убедится что всё ОК с питанием — даёт южному мосту команду «нажали на вкл, запускайся», ещё он управляет режимами S0-S5. На текущий момент это его основной функционал, а функции ввода — вывода — отмирающий придаток. Зачастую обладает дополнительным функционалом:
встроенный Hardware Monitoring
контроллер управления скоростью вентиляторов
интерфейс для подключения CompactFlash-карт.
ШИМ-контроллер (от Широтно-Импульсная Модуляция) — главная микросхема, управляющая напряжением на материнской плате.
Мосты (северный и южный).
Северный мост (MCH).
Одним из основным составляющим компонентом материнской платы будь то компьютера либо ноутбука является Северный мост (англ. Northbridge; в отдельных чипсетах Intel, также — контроллер-концентратор памяти с английского Memory Controller Hub)
MCH является системным контроллером чипсета на материнской плате платформы x86, к которому в рамках организации взаимодействия подключено следующие оборудование:
1. через Front Side Bus — микропроцессор, если в составе процессора нет контроллера памяти, тогда через шину контроллера памяти подключена— оперативная память.
2. через шину графического контроллера — видеоадаптер (в материнских платах нижнего ценового диапазона, видеоадаптер часто встроенный. В таком случае северный мост, произведенный Intel, называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub).
Название чипа как «Северный мост» можно объяснить представлением архитектуры чипсета в виде карты. В результате процессор будет располагаться на вершине карты, на севере
Исходя из назначения, северный мост определяет параметры (возможный тип, частоту, пропускную способность):
— системной шины и, косвенно, процессора (исходя из этого — до какой степени может быть разогнан компьютер);
— оперативной памяти (тип — например SDRAM, DDR, DDR2, её максимальный объем);
Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы.
В свою очередь, северный мост соединён с остальной частью материнской платы через согласующий интерфейс и южный мост. Когда технологии производства не позволяют скомпенсировать возросшее, вследствие усложнения внутренней схемы, тепловыделение чипа, современные мощные микросхемы северного моста помимо пассивного охлаждения (радиатора) для своей бесперебойной работы требуют использования индивидуального вентилятора или системы жидкостного охлаждения, что в свою очередь увеличивает энергопотребление всей системы и требует более мощного блока питания.
Минуя северный мост согласно нашей схеме двигаясь на юг на материнской плате расположен южный мост.
Южный мост ( ICH)
Южный мост (от англ. Southbridge) (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода (от англ. I/O Controller Hub, ICH).
Обычно это одна микросхема, которая связывает «медленные» (по сравнению со связкой «Центральный процессор-ОЗУ») взаимодействия (например, Low Pin Count, Super I/O или разъёмы шин для подключения периферийных устройств) на материнской плате с ЦПУ через Северный мост, который, в отличие от Южного, обычно подключён напрямую к центральному процессору.
Если взять функциональность, то южный мост включает в себя:
— контроллеры шин PCI, PCI Express, SMBus, I2C, LPC, Super I/O;
— PATA (IDE) и SATA контроллеры;
— часы реального времени (Real Time Clock);
— управление питанием (Power management, APM и ACPI);
— энергонезависимую память BIOS (CMOS);
— звуковой контроллер (обычно AC’97 или Intel HDA).
Опционально южный мост также может включать в себя контроллер Ethernet, RAID-контроллеры, контроллеры USB, контроллеры FireWire, аудио-кодек и др. Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллера ввода-вывода).
Поддержка шины PCI включает в себя традиционную спецификацию PCI, но может также обеспечивать и поддержку шины PCI-X и PCI Express. Хотя поддержка шины ISA используется достаточно редко, она все таки является неотъемлемой частью современного южного моста. Шина SM используется для связи с другими устройствами на материнской плате (например, для управления вентиляторами). Контроллер DMA позволяет устройствам на шине ISA или LPC получать прямой доступ к оперативной памяти, обходясь без помощи центрального процессора.
Контроллер прерываний обеспечивает механизм информирования ПО, исполняющегося на ЦПУ, о событиях в периферийных устройствах. IDE интерфейс позволяет «увидеть» системе жёсткие диски. Шина LPC обеспечивает передачу данных и управление SIO (это такие устройства, как клавиатура, мышь, параллельный, последовательный порт, инфракрасный порт и флоппи-контроллер) и BIOS ROM (флэш).
APM или ACPI функции позволяют перевести компьютер в «спящий режим» или выключить его.
Системная память CMOS, поддерживаемая питанием от батареи, позволяет создать ограниченную по объёму область памяти для хранения системных настроек (настроек BIOS).
Меню настроек Bios.
Северный и южный мосты материнской платы вкупе составляют одно целое устройство управления всей системой так сказать глаза, уши, руки ЦП. Вкупе эти два чипа называются – чипсет.
Чипсет (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты так можно встретить и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.
Чаще всего чипсет современных материнских плат компьютеров состоит из двух основных микросхем северного и южного моста (иногда объединяемых в один чип, т. н. системный контроллер-концентратор (англ. System Controller Hub, SCH):
Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине Low Pin Count и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.
Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъёма LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI.
Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящих из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.
В создании чипсетов, обеспечивающих поддержку новых процессоров, в первую очередь заинтересованны фирмы-производители процессоров. Исходя из этого, ведущими фирмами (Intel и AMD) выпускаются пробные наборы, специально для производителей материнских плат, так называемые англ. referance-чипсеты. После обкатки на таких чипсетах, выпускаются новые серии материнских плат, и по мере продвижения на рынок лицензии (а учитывая глобализацию мировых производителей, кросс-лицензии) выдаются разным фирмам-производителям и, иногда, субподрядчикам производителей материнских плат.
Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86: Intel, NVidia, ATI/AMD: (после перекупки в 2006 году ATi вошла в состав Advanced Micro Devices), Via, SiS
Микропроцессор (ЦП)- является полным механизмом вычисления.
BIOS (Basic Input-Output System) микросхемы основной системы ввода/вывода.
Технология Dual Bios на материнских платах производства Gigabyte. В случае сбоя основного bios его можно восстановить из резервной микросхемы.
Батарейка CMOS. Служит для хранения настроек BIOS и для поддержания системного времени в актуальном состоянии.
Аудиокодек (англ. Audio codec; аудио кодер/декодер) — компьютерная программа или аппаратное средство, предназначенное для кодирования или декодирования аудиоданных.
Сетевой контроллер (Onboard LAN).
Сетевой контроллер (Onboard LAN) представляет собой отдельную микросхему. Как и в случае с аудио кодеком при выходе из строя может сильно греться. Ремонтируется так же заменой или демонтажем.
Иногда, при неисправности внуренней сетевухи или звуковухи компьютер может не стартануть вводя в ступор южник. Можно починить материнскую плату просто отпаяв микросхему и как правило с вероятностью 80% компьютер заводится и тогда отключив в BIOS
сеть и/или звук и вставив внешнюю плату можно пользоваться компьютером без опаски.