Аналық тақта мен схемалық тақтаның айырмашылығы: Негізгі айырмашылықтар түсіндірілді

Кіріспе

Қазіргі заманның электрондық құрылғыларын бөлшектегенде күрделі схемалық жүйелер анықталады. Басып шығарылған схемалық плата (ПСП) барлық электрондық схемалар үшін негізгі тасымалдаушы болып табылады. Бұл платалар көбінесе электрондық жабдықтардың негізгі компоненттерін құрайды. Техникалық терминдер " ас параметр » және « шаруашылық тақта " жиі қолданыста ауыстырылады. Мұндай терминологиялық қатынас түсініксіздік туғызады. Бұл түсініксіздік жабдықтарды жаңарту кезінде ерекше көрінеді. Сол сияқты, техникалық қызмет көрсету кезінде де осы проблема байқалады. Жаңа өнімді дамыту кезеңдерінде де бұл терминологиялық қиындық байқалады.

Көптеген адамдар аналық платалар мен схемалық платалар арасындағы айырмашылықты ойланып көрген. Бұл — кең таралған мәселе. Бұл нұсқаулық " аналық платалар мен схемалық платалар" арасындағы айырмашылықтарды терең талдау арқылы түсіндіреді бұл мазмұн құрылғылардың негізгі компоненттерін түсінгісі келетін техникалық мамандарға, электроникалық құрылғыларға қызығатындар мен барлық оқырмандарға арналған. Біз жүйелі түсіндірулер береміз. Талдау теориялық принциптерді де, практикалық қолдануды да қамтиды. Екі түрлі схемалық плата арасындағы функционалдық рөлдер мен конструкциялық айырмашылықтарды түсіндіруге бағытталған.

Схемалық плата дегеніміз не?

Схемалық плата барлық электрондық құрылғылардың пайдаланатын негізгі компонент болып табылады, оның стандарттық атауы – Баспа Схемалық Плата (PCB). Бұл қатты платаның негізі диэлектриктік материалдардан, әдетте шыныпластика немесе FR-4 қоспалық материалдан жасалады. Платаның беті электрондық компоненттерді, мысалы резисторлар, конденсаторлар, интегралдық микросхемалар және әртүрлі интерфейстік құрылғыларды толық электр тізбегіне біріктіруге жауапты, дәлме-дәл мыс өткізгіштер желісімен өңделеді.

Негізгі қасиеттері:

• Плата тізбектері бүгінгі күннің барлық заманауи электрондық өнімдері үшін негізгі қуат көзі болып табылады. Күнделікті пайдаланылатын киім жуғыш машиналардан бастап, соңғы әсерге арналған жоғары өнімді ойын компьютерлеріне дейінгі барлық құрылғылар олардың жұмыс істеуі үшін қажетті негізгі қолдауды қамтамасыз етуі үшін оларды талап етеді.
• Барлық аналық платалар — тізбек платалары болып табылады, бірақ керісінше емес: PCB-ның көпшілігі қарапайым, бір функциялы тақталар болып табылады және әдеттегі тұтынушы электроникасында қолданылады.
• Тізбек платалары әртүрлі түрде келеді: біржақты, екіжақты және көп қабатты құрылымдар.

PCB: Электрониканың жүрегі

Әрбір схемалық плата негізгі міндеті электрондық жүйелердің тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз ету болып табылады. Ол әрбір компонентке қажетті электр энергиясын алуын қамтамасыз ету үшін дәлме-дәл электр энергиясын басқарумен қатар, құрылғылар арасындағы үздіксіз байланысты сақтау үшін дәлме-дәл деректер сигналын беруді де қамтамасыз етеді. Бір уақытта ол тізбек қорғау механизмдері арқылы жалпы жұмыс істеу қауіпсіздігін қорғайды. Мыс қабатына эрозияланған дәлме-дәл сызықтар екі қызмет атқарады: токтың берілуі үшін физикалық жолдар жасаумен қатар, жабдықтың жұмыс істеуін анықтайтын тізбек архитектурасын қалыптастырады тәртіп .

Схемалық платалар мен аналық платалар бірге электрондық компоненттердің тасымалдаушы негізі ретінде қызмет етеді. Дегенмен, олар жүйелік күрделілік, физикалық өлшемдер және жүйелік орналасу тұрғысынан айтарлықтай айырмашылықтарға ие.

Жиі кездесетін PCB түрлері

• Бір жағында бір қабатты мыс, барлық компоненттер бір жағында орналасқан. Қарапайым құрылғылар мен жарықтандыруда қолданылатын, құны төмен тақта.

• • Тек бір жағында ғана мыс қабаты
  • Қарапайым тізбек схемаларында, прототиптік плата, калькуляторлар, ойыншықтарда қолданылады

• Орташа күрделіліктегі схемалар үшін екі жағында да мыс қабаты бар. Дыбыс жабдықтарында, тест жабдықтарында және кейбір қуат қорек деректерінде қолданылады.

• • Екі жағында да мыс қабаттары
  • Компоненттердің бір немесе екі жағына орнатуға болады, орташа күрделі құрылғылар үшін ыңғайлы

• Көп қабатты ППТ

• • Мыс пен изоляциялық тақтаның бірнеше қабаты
  • Жоғары тығыздықты, төмен дабылды схемалар үшін күрделі электроникада (смартфондар, компьютерлер) қажет

Арнайы PCB-лар

• Қатты PCB: Стандартты, иілгіш емес түріндегі схема тақтасы. Қарапайым схема тақталары мен компьютердің аналық платаcы көбінесе қатты болып келеді.
• Иілгіш PCB: Жұқа пластик тақтаның иілуіне мүмкіндік береді, киілетін немесе бүгілетін құрылғылар үшін өте қолайлы.
• Қатты-иілгіш PCB: Орнату үшін қатты бөліктерді иілгіш түйіндермен біріктіреді.
• Прототиптік тақта (Breadboard/Stripboard): Қарапайым схемалық құрылымдар мен схемаларды соңғы өндіріске дейін жинау және сынақтан өткізу үшін қолданылады.

Аналық тақша дегеніміз не?

Аналық тақталар схемалық тақталардың арнайы санатына жатады. Олар компьютерлер мен сандық құрылғылардың негізгі архитектурасын құрайды, жүйелік байланыс жоспарлау міндеттерін орындайды, жалпы басқару функцияларын іске асырады және сонымен қатар электр энергиясын бөлуді басқарады. Стандартты схемалық тақталар үйдегі сымдар желісіне ұқсайды. Аналық тақталар электр энергиясын бөлу жүйесі мен басқару орталығына сәйкес келеді. Бұл негізгі компоненттің өнімділігі бүкіл машина жұмысының тиімділігін тікелей анықтайды.

Аналық тақталардың негізгі сипаттамалары:

• Аналық тақталар басылған схемалар аясындағы нақтылы форманы білдіреді. Жалпы схемалық тақталар аналық тақталардың функционалдық сипаттамаларына ие емес. Аналық тақталар арнайы сәулеттік дизайндарға ие. Олардың дизайн мақсаттары жоғары жылдамдықтағы деректер ағымын өңдеуді, қуат тарату шешімдерін оптимизациялауды және орталық процессорларды орнатуды қолдауды қамтиды. Сондай-ақ, олар жад модульдерінің жұмысын жеңілдетеді және кеңейту картаға қосылу мүмкіндігін қамтамасыз етеді.
• Аналық тақта электронды құрылғылардың ішіндегі орталық платформа ретінде табылады. Негізгі схемалық тақта ретінде қызмет ете отырып, ол орталық процессор мен жад сияқты негізгі компоненттерді орналастырады. Сондай-ақ, сақтау құрылғылары мен әртүрлі енгізу/шығару интерфейстері үшін қажетті қосылу мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Бұл интерфейстік дизайн критикалық аппараттық компоненттерді жаңарту мүмкіндігін қамтамасыз етеді.
• Аналық тақта компьютер жүйесінің негізі болып табылады, ол іске қосу микропрограммасы мен жүйе параметрлерін (CMOS батареясы мен BIOS/UEFI чипі) басқаруға және кеңейту слоттары арқылы (PCIe, RAM, сақтау құрылғылары) жаңартуларды қолдауға арналған.

Аналық тақталардың түрлері: Стандартты аналық тақталар бірнеше «форма-факторлар» немесе стандартталған өлшемдер түрінде келеді:

Стандартты аналық плата: Барлық аналық платалар процессор, жады және сақтау құрылғылары сияқты негізгі компоненттерді орналастыруға міндетті. Әртүрлі форм-факторлар физикалық өлшемі, өнімділік деңгейі және жаңарту мүмкіндігі деген үш негізгі өлшемде әртүрлі болып келеді. Әрбір спецификациясының өзіне тән кеңейту мүмкіндіктері мен өнімділік сипаттамалары бар.

Аналық тақта мен схемалық тақтаның айырмашылығы: Негізгі айырмашылықтар түсіндірілді

Яғни, аналық плата мен схемалық плата арасындағы айырмашылық неде? Негізгі айырмашылықтар төменде көрсетілген:

Негізгі айырмашылықтар

1. Рөлі/мақсаты

• А аналық тақта компьютерлер мен серверлер үшін «негізгі тақта» (негізгі схемалық тақта, жүйенің негізі немесе орталық орын) ретінде қызмет ететін арнайы тақтаның бір түрі яғни компьютерлер мен серверлер үшін «негізгі тақта» (негізгі схемалық тақта, жүйенің негізі немесе орталық орын) ретінде қызмет етеді.
• Қарапайым схемалық тақталар әдетте белгілі бір қолданбаға арналған және келешекте жаңартуға сирек арналған.

2. Дизайн және күрделілік

• Аналық тақталар өте күрделі көпқабатты BEП (жиі 6, 8 немесе одан да көп қабаттар) қуат жазықтықтары, сигналдардың трассировкасы және ЭМИ экранирование
• Схемалық тақталар әртүрлі пішіндерде келеді, негізінен қарапайымнан орташа күрделілікке дейін, интеграцияланған қосымша мүмкіндіктері аз.

3. Компоненттер

• Аналық тақталар процессор, оперативті жад, кеңейту слоттары, чипсеттер, қуат қосылатын разъемдер, сақтау құрылғылары және әртүрлі енгізу/шығару интерфейстері сияқты негізгі компоненттерді қолдауы және байланыстыруы тиіс.
• Басқа схемалық тақталар (мысалы, қуат көзінің бақылауышы немесе кішігірім интерфейстік тақталар) қарапайым болып келеді және резисторлар, конденсаторлар немесе негізгі микросхемалар сияқты бірнеше элементтен тұруы мүмкін.

4. Жаңартылуы

• Аналық тақшалар өзгерістерге арналған: RAM қосу, CPU ауыстыру, жаңа GPU немесе көбірек сақтау құрылғысын қосу.
• Қарапайым сызба тақталар жұмыс істемесе, тек ауыстырылады.

5. Құны мен Өндіріс

• Аналық тақшаларды құру мен жасау әлдеқайда қымбат, алдыңғы қатарлы аналық тақша өндірісі әдістері, сапаны бақылау және микробағдарлама орнату қажет.
• PCB Өндірісі қарапайым тақталар үшін тез және қолайлы шығынмен жүзеге асады.

6. Істен шығудың әсері

• Егер аналық тақта істен шығады , жүйе толығымен жұмысын тоқтатады.
• Егер жалпы PCB істен шықса, тек қуат беру немесе дисплей сияқты нақты бір функция ғана әсер етуі мүмкін.

Қорытынды кесте: Негізгі айырмашылықтар

Егжей-тегжейлі салыстыру: Плата мен аналық платаның салыстыруы

Күрделілік және қабаттар

Ас параметр :

• Бірнеше қабатты (кейбір сервер/жұмыс станциясы платаларында 12 немесе одан да көп болуы мүмкін).
• Жоғары жылдамдықтағы трассалар үшін дәл маршрут қажет (мысалы, PCIe, USB, жад каналдары).

Плата (PCB):

• Қарапайым, кейде бір немесе екі қабатты, мысалы, қашықтан басқару пульттері немесе LED драйверлері үшін.
• Кейбір күрделі платалар (мысалы, GPU дочерние платалар, смартфон логикалық платалары) көп қабатты болуы мүмкін, бірақ аналық платаның компонент тығыздығы мен трасса басқаруы деңгейіне сирек жетеді.

Бөлшектер мен компоненттер: Негізгі айырмашылықтар

Аналық платалар қамтиды:

• CPU сияқты негізгі компоненттер сокет, RAM слоттары, чипсет, кеңейту слоттары (PCIe, M.2, SATA) және негізгі қуат түйіндері.
• Перифериялық порттар: USB, HDMI, Ethernet, Wi-Fi антеннасы нүктелері — барлығы тұрақтылық үшін дәл маршрутталады.
• Интегралдық бағдарламалық жабдық сақтау (BIOS немесе UEFI чипі) және есте сақтау үшін CMOS батареясы.
• Борттық контроллерлер: Дыбыс, желілеу үшін, кейде борттық графика немесе сақтау басқаруы да болады.
• Күрделі жылу басқару шешімдері: бірнеше суытқыш радиаторлар, желдеткіш түйіндері және кейде сұйық салқындатуды қолдау.

Қарапайым ақау панельдері жиі мыналарды қамтиды:

• LED, қарапайым сенсорлар, аналогтық ИС, күштік реттегіштер немесе ауыстыру құрылғылары сияқты күрделі емес компоненттер.
• Көбінесе дисплейдің артқы жарықтандыруын басқару немесе электр қозғалтқышты басқару сияқты жеке міндетке арналған қосылғыштардың саны аз.
• Жаңарту жолдарының болмауы немесе шектеулі болуы.

Аналық плата мен схемалық тақталарды өндіру

Аналық платаны өндіру электроника өнеркәсібіндегі ең қиын операциялардың бірі болып табылады. Оған мыналар кіреді:

• Схемалық дизайн мен компоновка саласындағы ПҚБ өнеркәсібінде мол тәжірибе.
• Жоғары жылдамдықты сигналдарды көп қабатты түрде бағыттау кезінде бөгеулерді минималдандыру үшін ұқыпты жоспарлау.
• Қорғаныс үшін лак жабындарды, беріктік пен коррозияға төзімділік үшін арнайы беттік жабындарды қолдану.
• Автоматтандырылған ПҚБ жинау (ПҚБЖ), онда жүз немесе мыңдаған компоненттерді дәлме-дәл орналастыру үшін беттік орнату технологиясын (SMT) пайдаланады.
• Қатаң сапа бақылау: Әрбір тақша автоматты оптикалық тексеруден, рентгендік талдаудан және функционалдық схема тексеруден өтеді.

Негізгі айырмашылықтар түсіндірілді:

• Аналық тақта — компоновка қателіктері немесе нашар дәнекерлеу бүкіл тақтаны жарамсыз ететін арнайы түрдегі схемалық тақта. Ол компьютердің негізгі тақтасы болып табылады, сондықтан қате шегі аз.
• Басқа PCB-лар жиі көп мөлшерде, қарапайым автоматтандырылған процестер арқылы шығарылады және ойыншықтар немесе бір рет қолданбалы құрылғылар сияқты маңызды емес қолдануларда пайдаланылатын жағдайларда қатаң сынақтан өткізуді талап етпеуі мүмкін.

Компоненттер мен Құрылым: Негізгі Айырмашылықтар

Аналық тақталар мен схемалық тақталардағы компоненттер

Аналық тақталар:

• Әрқашан процессор отырғызу орны, бірнеше RAM слоттары, чипсеттер, PCIe слоттары және бірнеше қуат қосылуыштары болады.
• Түзету LED-терін, тақта ішіндегі қуат/қайта орнату батырмаларын, RGB қосылуыштарын және қосымша бақылау чиптерін қосуы мүмкін.
• Алдыңғы панель, сақтау құрылғылары, желдеткіштер және USB құрылғылар үшін мықты қосылуыштарды қамтиды.

Схемалық тақталар:

• Әдетте өзінің рөліне сәйкес жеткілікті дәрежеде ғана коннекторлар немесе терминалдар бар (мысалы, тұрмыстық техникадағы релелік басқару платасы).
• ИС-тердің, пассивті компоненттердің және механикалық коннекторлардың азырақ болуы.
• Жоғары деңгейлі суыту немесе аппараттық ақау іздестіру құралдарына деген талаптың азаюы.

Құрылым және қабаттама

• Аналық плата мен электрондық схема платасы: Барлық аналық платалар жоғары жиілікті сигналдарды бағыттай алатын, жерге тұйықталу жазықтықтары арқылы сигналдардың өзара әсерлесуін азайтатын және процессор мен басқа бөлшектердің күрделі қуат талаптарын қамтамасыз ететін көп қабатты PCB болып табылады.
• Қарапайым электрондық схема платалары жалғыз немесе екі қабатты, неғұрлым жақсы сигнал мен қуат бүтіндігі үшін көп қабатты болуы мүмкін, бірақ компьютер аналық платасының тығыздығы мен күрделілігін қажет етуі сирек кездеседі.

Қолданыс аясы: Әрбір плата қайда қолданылады

Электроникалық құрылғылардағы аналық платалар

Жоғары күрделілік пен пайдаланушының өзгерту мүмкіндігі қажет болатын жерде негізгі электрондық схема платасы негізгі болып табылады. Классикалық қолданыс мысалдары:

• Жұмыс үстелдері, станциялар, ойын ПК-лері және серверлер.
• Кейбір желілік құрылғылар, күрделі встраиваемые бақылауыштар немесе өнеркәсіптік компьютерлер.
• Бірнеше GPU, RAID-карталар немесе арнайы кеңейту модульдерін қажет ететін жоғарғы деңгейлі жұмыс станциялары.

Электроникадағы схемалық плата

Схемалық платалар әртүрлі түрде келеді және мыналарда маңызды рөл атқарады:

• Тұрмыстық техника (кір жуатын машиналар, микротолқынды пештер, желдеткіштер термостаттары)
• Автомобильдік жүйелер (қозғалтқышты басқару блоктары, ойнау жүйелері)
• Тұтынушылық құрылғылар (теледидарлар, роутерлер, ақылды динамиктер, тағатын гаджеттер)
• Медициналық электроника (науқастардың көрсеткіштерін бақылау құрылғылары, қатты және иілгіш схемалық платалармен)
• Өнеркәсіптік басқару, робототехника, өткізу нүктелерінің құрылғылары, қауіпсіздік жүйелері

Прототиптеу, жаңартулар және жөндеу мәселелері

Прототип

• Концепцияның дәлелі үшін қарапайым схемалық плата немесе прототиптік платалар (импровизациялық және жолдық платалар) қолданылады. Тұрақты PCB жасалмас бұрын сіз оңай түрде схеманы қайта баптай аласыз.
• Жобаны соңғы рет бекіткенде, кейде қатты платадан немесе көп қабатты PCB-ге дейін жеткізу мүмкін, бірақ тек сирек, күрделі жүйелерде (мысалы, өнеркәсіптік автоматтандыруда) шығындарға байланысты аналық платаның орталық PCB-сі прототиптеу арқылы жасалады.

Жақсартулар

• Шынымен компоненттерді жаңарту тек аналық платаларда ғана қолдау көрсетіледі: RAM-ды алмастыру, процессорды ауыстыру (сокетіңіз сәйкес келсе), SSD немесе графикалық карта сияқты кеңейту слоттары арқылы қосу.
• Қарапайым схемалық платаларда тура жаңартулар сирек ұсынылады; құрылғыны толығымен ауыстыру әлдеқайда жиі кездеседі.

Техобслуживание

• Аналық платаны жөндеу үшін маңызды дағды мен білім қажет — компонент деңгейіндегі жұмыстар өте тығыз орналасқан және бірнеше қабаттан тұратындықтан өте күрделі болуы мүмкін (кейде ыстық ауа станциялары немесе рентген зерттеуі сияқты арнайы құралдар қажет болуы мүмкін).
• Кіші тізбекті тақтаны жөндеу, әдетте, оңайырақ, ал кейбір жағдайларда дұрыс емес тақтаны жаңасымен ауыстыру дегенді білдіреді.

Аналық тақталар мен тізбекті тақталар бойынша жиі қойылатын сұрақтар

С: Аналық тақта — бұл тізбекті тақта ма?

Ж: Иә. Аналық тақта — компьютердің орталық орталығы ретінде қызмет ететін, әлдеқайда мамандандырылған негізгі тізбекті тақта (PCB), бірақ көбінесе PCB-лер қарапайым болады.

С: Аналық тақталар мен тізбекті тақталар арасындағы негізгі айырмашылықтар қандай?

Ж: Аналық тақталар процессор, ОЗУ және кеңейту карталары сияқты көптеген жаңартылатын компоненттерді қолдайды. Олар жүйенің негізгі байланыс орталығы болып табылады, ал қарапайым тізбекті тақталар одан қарапайым немесе жеке рөлдерді атқарады.

С: Неліктен тізбекті тақшалар әртүрлі пішіндерде, өлшемдерде және түрлерде келеді?

Ж: Тізбекті тақшалар белгілі бір қызметтер үшін жасалып, құрылғыларының шектеулеріне сәйкес келетіндей етіп құрастырылған, сондықтан олар электрониканың өзі сияқты әртүрлі — құлаққаптағы ұсақ PCB-ден бастап өнеркәсіптік машиналардағы үлкен тақталарға дейін.

Сұрақ: Құрылғыда дұрыс емес тақта немесе аналық тақшаны пайдалансаңыз не болады?

Жауап: Егер аналық тақша корпусқа, CPU немесе қуат көзіне сәйкес келмесе, жүйе жұмыс істемейді. Ауыстыру тақтасы дәлме-дәл сәйкес келмесе, құрылғы дұрыс жұмыс істемеуі, от алуы немесе мүлдем жұмыс істемеуі мүмкін. Бөлшектерді сатып алғанда немесе жинағанда айырмашылықты білу өте маңызды.

Сұрақ: Иықты тақталарды аналық тақшалар үшін қолдануға бола ма?

Жауап: Жоқ. Аналық тақшаларға розеткалы ауыр компоненттер мен дәл орналасу допусы үшін қатты құрылым қажет. Иықты PCB-лер қатты тақша сыймайтын кішігірім, жеңіл немесе тіктөртбұрышты емес құрылғылар үшін идеалды.

Сұрақ: Барлық негізгі тақшалар PCB-і жасыл бола ма?

Жауап: Көбінесе өнеркәсіптік стандартты флюс маскасына байланысты олай, бірақ премиум немесе тапсырыс бойынша жиналған құрылғыларда қара, көк, қызыл және ақ түстілерін де кездестіруге болады.

Қорытынды: Айырмашылықты білу - жақсы таңдау жасауға күш береді

Аналық тақта мен схемалық тақтаның айырмашылығы электрониканы түсіну үшін негізгі маңызға ие. Аналық тақта — бұл схемалық тақтаның ерекше түрі, яғни компьютердің негізгі қаңқасы мен басқару орталығы, ол максималды икемділік, күрделілік және кеңейту мүмкіндігі үшін жасалған. Керісінше, көбінесе PCB-лер датчиктер, дисплейлер немесе жалғыз мақсатқа арналған құрылғылар сияқты нақты, өзгермейтін схемаларды қамтамасыз ету үшін жасалады.

Аналық тақталар мен схемалық тақталар процессор отырғышы, ОЗУ слоттары, чипсет, жаңарту мүмкіндігі, жөндеу күрделілігі және істен шығудың салдары сияқты негізгі компоненттері бойынша өзгеше. Аналық тақталар есептеу жүйесінің орталық орны болып табылатындай етіп жасалған, ал схемалық тақталар электроникада әртүрлі пішіндерде келеді және сансыз рөлдер атқарады.