CZ180196A3 - Data processing apparatus - Google Patents

Description

(57) Anotace:

Zařízení je pro spojování obvodů a obvodových prvků zpracovávajících elektrické signály mající velmi rychlé přechodové doby, včetně přechodových dob na úrovni nanosekund. Obsahuje spojující strukturu (10) pro spojování násobnosti linek signálů (14A-14N) ve společném bodě (12) k redukci nechtěných odrazů v něm; jedno nebo vícevodičový zásuvkový konektor (30) pro přijímání tenkých prvků jako jsou zakončení páskového kabelu, okraje desky (PC) tištěných spojů (32) a podobně; strukturu pro spojování dohromady násobnosti páskových kabelů zakončených v těchto multivodičových zásuvkových konektorech, a další strukturu (68, 70) pro spojování dohromady násobnosti takovýchto multikabelových konektorů.

(13) Druh dokumentu: A3 (51) Int. Cl.⁶:

H 05 K7/20 H 05 K7/02

ί 10 393

Zařízení na zpracování dat ení pro zkrácený průchodových časů

Oblast technikv

Obecně je tímto vynálezem způsob obsahující určité zařízení a jiné struktury pro spojování elektrických prvků za účelem zkrácení fyzikálních a elektrických vzdáleností mezi přilehlými elektrickými elementy, které zpracovávají elektrické signály mající velmi rychlé přechodové doby, včetně přechodových dob na úrovni nanosekund.

Zejména když je násobnost vedení signálů, majících podobné charakteristické impedance, spojena ve společném bodě a do jedné z těchto linek je zaveden signál s velmi rychlou přechodovou dobou, zařízení tohoto vynálezu významně redukuje nechtěné odrazy tohoto signálu na stav (vyváženost, symetrii) těchto linek v tomto společném bodě. Tento vynález rovněž obsahuje strukturu konektoru, a nové uspořádání násobnosti těchto konektorových struktur, ke zkrácení fyzikální a elektrické vzdálenosti mezi přilehlými deskami s tištěnými spoji (dále PC), nesoucími čipy integrovaných obvodů (dále IC). Dále vynález obsahuje konektor pro spojování ohebných páskových spojovacích kabelů mezi těmito deskami a pro nové uspořádání násobnosti konektorů ke zvýšení rychlostí zpracovávání subnanosekundových elektrických signálů.

Dosavadní stav techniky

V moderních elektronických systémech jako jsou, například, počítače a jiná data zpracovávající zařízení, má rychlost zpracovávání (inverze času k sečtení, odečtení, dělení, atd., dvou čísel) velikou důležitost, zpracování je v obrácené proporci k přechodové , času jenž trvá nějakému elektronickému elementu k přepnutí mezi ZAPNUTO a VYPNUTO''. I když se přechodové doby snížily na sub-nanosekundové hodnoty, s výsledným potenciálním zvýšením rychlostí zpracování, rychlost jíž se elektronické signály šíří vodiči je omezena rychlostí vzdálenosti oddělující obvodové důležitými, se zřetelem k času, pro pohyb signálu z jednoho bodu do dalšího bodu v obvodu. Omezení této doby na polovinu může, za jistých okolností, násobení, Rychlost době, t.j.

světla. Tudíž, fyzikální elementy se stávají zvýšeně mít opravdu efekt téměř zdvojnásobení rychlosti zpracovávání dat systémem.

Tudíž, rychlosti zpracovávání pokročilých elektronických systémů mohou být omezeny pouhou fyzickou separací těchto prvků od sebe, například vzdálenostmi mezi:

1. zvláštními pasivními a aktivními obvodovými elementy, například, kondenzátory, induktory, rezistory, polovodiči atd . ,

2. oddělenými funkčními skupinami obvodových elementů na deskách PC, a

3. oddělenými zvláštními deskami PC.

P r v n í fyzikálních obvodových z těchto velikostí elementů, vzdáleností byla snížena zmenšením a požadavků na energii jednotlivých a nakupením tisíců těchto prvků mikroskopických rozměrů na jediný čip IC. Toto řešení je v dané technice dobře známým, takže příkladů není třeba.

Druhá z těchto vzdáleností byla snížena upevněním mnoha čipů IC' na jedinou desku PC, tak uspořádanou, že fyzikální oddělení mezi souvisejícími čipy je tak malé jak jen to je možné, čímž se dociluje .maximální možné rychlosti zpracování - či minimálního času zpracování - pro toto sdružení čipů. Opět, nejmodernější elektronické vybavení má tuto strukturu zapracovanou, stala se dobře známou v dané technice a není třeba zde uvádět příklady.

Omezení třetí z těchto vzdáleností je centrální pro novost tohoto vynálezu.

Existující řešení tohoto třetího problému snižuje čas zpracování pomocí nakupení oddělených desek PC k sobě co nejtěsněji je to možné, a typicky používáním propracovaných chladících uspořádání ke kompenzaci vytvářeného tepla, zapříčiněného bližšími vzájemnými fyzikálními vztahy teplo generujících elementů samotných. Typická z těchto existujících řešení jsou následující odkazy, jež jsou všechno patenty US všechna spadají pod jedno anebo více z následujících sestavení:

1. zapojení do hvězdy či hvězdičky,

2. sestavení zásuvkových konektorů,

3. vzájemné propojování plochých kabelů, a 4 . radiální uspořádání desek PC.

1. Odkazy na strukturu hvězdičkového zapojení

Coe ve svém 4 679 872, na Obr. 2 a 10, uvádí zapojení do hvězdy či hvězdičky, jež se zdánlivě podobá tomu z tohoto vynálezu. Avšak, vedení u Coe jsou samonosná, relativně masivní struktury s nezbytně velkými sdruženými rozptylovými reaktivními hodnotami, což působí nevyhnutelnou degradaci (zkreslení) elektronických signálů po nich posílaných, zatímco náš vynález umožňuje řádová snížení velikosti a sdružených reaktivních hodnot, čímž se zvyšuje rychlost

- 4 zpracování základního zařízení. (Coe ve svém ^l872 může být rovněž relevantní pro radiální uspořádání desek PC, níže).

Čtyři patenty T.akashimy (5 060 111; 5 091 822; 5 210

060 a 5 301 089) všechny uvádějí systém radiálního spojení, jenž na pohled připomíná pájenou či vařenou konfiguraci spojení tohoto vynálezu. Avšak tento vyná 1ez dovoluje v podstatě řádovou redukci rozměru vedení než má Takashima, umožňuje přístup ke společné sběrnici ve středu struktury a umožňuje podstatné snížení složitosti.

Takashimův 5 301 089 uvádí systém radiálního spojení, jímž je konfigurace PC se zapracovanou montáží radiální sběrnice, obsahující křížový spínač pro distribuci signálů do různých desek PC. Křížový spínač tohoto odkazu nemůže být považován za analogický k hvězdičkovému spojení tohoto vynálezu. (Takashimův ‘089 může být rovněž relevantní pro uspořádání desky PC, níže).

2. Odkazy na zásuvkové konektory:

Heuer ve svém 2 971 179 uvádí zásuvkový konektor (zásuvku) pro příjem desek PC anebo flexibilních plochých kabelů. Struktura tohoto vynálezu je odlišitelná.

Jerominek ve svém 3 737 833 uvádí zásuvkový konektor pro použití s flexibilními plochými kabely. Struktura tohoto vynálezu je odlišná.

Roberts et al. ve svém 4 740 867 uvádí zásuvkový konektor pro připojení flexibilního plochého kabelu k desce PC. Struktura tohoto vynálezu je odlišná.

Keidler ve svém 4 995 814 uvádí zásuvkový konektor pro spojování dvou listovitých členů jako jsou desky PC, ploché kabely, či jejich kombinace, dohromady. Struktura tohoto vynálezu je odlišná. ( K e i d 1 e r ů v ¹ 814 může mít rovněž relevanci pro vzájemné spojování plochých kabelů, níže.)

Dambach et al ve svém 5 194 010, Obr. 3, uvádí zásuvkový konektor pro vzájemné spojování desek PC, plochých o kabelů, atd. Struktura tohoto vynálezu je odlišná. (Dambachův ^l010 může mít rovněž relevanci pro vzájemné spojování plochých kabelů, níže.)

Frankeny et al. ve svém 5 205 740 uvádí zásuvkový konektor pro spojování dohromady plochých páskových kabelů. Tento nemá žádnou relevenci k tomuto vynálezu.

Mats chke et a 1 ve svém 5 276 817 uvádí zásuvkový konektor pro vzájemné spojování desek PC, plochých kabelů, atd. Jeho Obr. 2 je pouhou částí tohoto patentu, mající dokonce jen povrchovou relevanci k tomuto vynálezu a je odlišitelný.

3. Odkazy na vzájemné propojování plochých kabelů

Carter ve svém 3 660 728 uvádí systém propojení vodičů pro ploché kabely. To má pouze povrchovou relevanci k tomuto vynálezu a je odlišitelné.

spojku pro dva obvodové desky, ploché kabely, či

Weidlerův 4 995 členy listového tvaru jejich kombinace a je

814 uvádí jako jsou odlišitelná od tohoto vynálezu. (Toto může mít relevanci pro zásuvkové konektory, výše).

Dambach et a 1 ve svém 5 194 010, na Obr. 3, uvádí konektor pro propojování plochých kabelů, desek, atd. Tento je odlišitelný od tohoto vynálezu. (Může mít . rovněž relevanci pro zásuvkovité konektory, výše).

Sobhani 5 213 511 má jenom povrchovou relevanci k tomuto vynálezu, a je od něho odlišitelný.

4._Odkazy na uspořádání desek PC:

Coe ve svém 4 679 872 uvádí uspořádání desek PC okolo montáže radiální sběrnice. Jedním ze specifických účelů Coe je zredukovat rozptylové kapacitance a indukčnosti vysocerychlostních obvodů pomocí zmenšení délky propojovacích vedení (odst. 1, řádky 41-58; odst. 7, řádky 6-15). Avšak tento vynález je roz 1 išitelný.

Takashimův 5 301 089 uvádí uspořádání desek PC okolo montáže radiální sběrnice, obsahující křížový spínač pro distribuci signálů do různých desek PC. Křížový spínač není ekvivalentem struktury tohoto vynálezu.

Podstata vynálezu

Tento vynález obsahuje strukturu (zařízení) pro docílení zmenšení odrazů ve společném bodě z jakékoli z násobnosti vedení (linek) signálů, majících podobné charakteristické impedance, připojených k tomuto společnému bodu. Když jsou elektrické signály, včetně signálů s přechodovými dobami podstatně kratšími než jedna nanosekunda, zavedeny z jedné z těchto linek signálu do symetrie těchto linek, odrazy ve společném bodě z diskontinuit jakéhokoli druhu v jakékoli z těchto linek jsou značně redukovány a nepostihuji významně původní signál. Například, když je násobnost linek signálů N spojena ve společném bodě a parskovitě symetricky se z něho rozbíhá, a jedna z linek je připojena ke zdroji elektrických signálů s veličinou napájení A ampérů těchto N-l linek, odrazy ve společném bodě z jakékoli z \'-l linek budou mít velikost nepřesahující: A

N - 1 .

Přednostně, násobnost linek se paprskovitě symetricky rozbíhá ze společného bodu planárním, či hvězdičkovým způsobem, ač by se mohly paprskovitě rozbíhat rovněž pampeliškovým způsobem.

Když je použito hvězdičkového uspořádání, je.možné připojit linky ze zdroje signálu ke společnému bodu ortogonálně k dané rovině, což zajištuje, že jsou rozptylové reaktance ze symetrie linek rozdělovány stejnoměrně.

Tento charakteristicky rys tohoto vynálezu sám činí možným zvýšení výkonu až dvacekrát v rychlostech zpracování, pomocí zredukování délky dráhy signálu od desky PC do desky PC, pomocí vyrovnání délek dané dráhy umožněním přístupu do společné sběrnice v jiných bodech desky PC než je vstup, minimalizací efektů zatížení (loadingu) z intervenujících obvodů připojených ke drahám signálu, a pomocí podstatného snížení konstrukční složitosti.

Ještě dalším rysem tohoto vynálezu je zásuvkový elektrický konektor pro příjem tenkého plochého konektoru jako je okraj desky PC anebo zakončení plochého flexibilního páskového kabelu. Zásuvkový konektor je složen ze dvou polovin, jež jsou vzájemně zrcadlovými protějšky. Každá polovička obsahuje těleso dvou paralelních podélných členů, každý mající zakončení základny a horní zakončení. Každé zakončení základny má prstový díl, jenž se protahuje směrem od podélného tělesa, a prstové díly obou polovin k sobě vzájemně dosedají a formují konektor. Horní zakončení jsou zpracována (svařena) do horního členu, který se protahuje příčně k horním zakončením podélných a zakončení základny jsou zpracována základny, který se též protahuje příčně k těmto a základně, a paralelně k hornímu členu. Z horního členu vychází konzolovitě pružný obloukový člen, jenž se protahuje směrem k členu základny v podstatě paralelně s obloukovým členem majícím konvexní povrch, a s elektrickým vodičem připojeným ke konvexnímu povrchu, jak je dále popsáno. S prstovými díly dvou polovin dosednutými k sobě navzájem, konvexní povrchy obloukových členů jsou čelem k a zakřiveny směrem k sobě tak, že deska PC nebo konec plochého flexibilního páskového kabelu vložený mezi nimi bude tlačit konzolové členy stranou, namáhaje je a tím upínaje plochý konektor základně , do č1enu členů a (svařena) k podélnému tělesu, povrch a k o n k á v η í nimi. Čelné povrchy sobě připojeny kovové mezi pružných obloukových členů mohou mít k plošky, které formují elektrická zakončení, jež vodivě sedí (spojují) s elektrickými povrchy na deskách PC a Díly základny působí vůči vložené desce PC jako člen podobně. zarážkový desku P C bude při jí ma t kabel anebo podobně, je členy základny protažen y plochých násobnost

Mnohovodičový konektor, jenž nebo vícevodičový plochý flexibilní zformován když jsou horní členy a příčně s násobností podélných členů zpracovaných (svařených) mezi nimi, a konzolové členy se protahují mezi každým párem podélných členů.

Třetím charakteristickým rysem tohoto vynálezu je struktura (zařízení) pro rozdělování elektrických signálů s krátkou dobou náběhu, včetně těch, jež obsahují ty s přechodovými dobami podstatně kratšími, než je jedna nanosekunda. Toto sestavení obsahuje násobnost flexibilních obvodových kabelů, majících prodloužených kovových vodičů na alespoň dvou plochách, jež jsou od sebe odděleny izolací. Každý z těchto kabelů má na sobě násobnost elektricky vodivých prodloužených vodičů nebo stop, z nichž jedna nebo více končí v elektrických konektorech, jež slouží k připojování daných stop ke zdrojům elektrické energie, k jiným elektrickým prvkům, stejně jako ke zdrojům elektrických signálů s rychlými přechodovými dobami, včetně nanosekundových přechodových dob. Každá z těchto prodloužených stop obsahuje mezilehle svých zakončení jeden anebo více spojovacích bodů, z nichž jeden nebo více mají otvory, jež se protahují mezi řečenými povrchy kabelů. Alespoň jeden z těchto otvorů máelektrické vodiče, protahující se skrze kabel a vodivě připojené k jednomu nebo více spojovacím bodům na druhém povrchu k přilehlým kabelům. Násobnost kabelů je fixovaném vzájemném vztahu pomocí k sobě připojeny jednu nebo více se protahují danými otvory, a spojení mezi dvěma nebo více spojovacími více kabelech.

kabelu anebo udržována ve upínacích bloků, jež mají spojovacích elektrod, jež jež poskytují elektrické bodv na dvou nebo

Ještě dalším charakteristickým rysem tohoto vynálezu je nový způsob uspořádání desek PC, aby se dosáhlo minimálního oddělení (separace) - t. j . , maximální nakupení - a účinnější chlazení, a rovněž nový způsob jejich spojování dohromady, aby se dosáhlo maximálních rychlostí zpracování celkového provozu. Toho se dosahuje s minimálním zhoršením, včetně protahování elektrických signálů, způsobovaných zatěžovacími (1oadingovými) účinky připojení dodatečných obvodů k linkám signálů mezi ně.

Přehled obrázků na výkresu

Obr. 1 - znázorňuje typický současný způsob předchozí techniky pro uspořádání násobnosti desek PC.

Obr. 2A - znázorňuje sestavení do hvězdy, či hvězdičky, primární struktury tohoto vynálezů.

Obr. 2B - znázorňuje alternativní, pampeliškovou strukturu tohoto vynálezu.

Obr. 3A-C znázorňují strukturu charakteristického rysu zásuvkového konektoru tohoto vynálezu.

Obr. 3A - znázorňuje strukturu jedné poloviny zásuvkového konektoru tohoto vynálezu, druhá polovina je jejím zrcadlovým protějškem.

Obr. 3B1-3B3 uvádí strukturu a provoz zásuvkového konektoru tohoto vynálezu:

Obr. 3BI znázorňuje jednu polovinu zásuvkového konektoru. Obr. 3BII znázorňuje zrcadlový protějšek 3BI.

Obr. 3BIII znázorňuje obě poloviny zásuvkového konektoru, smontované, s plochým konektorem vloženým dovnitř.

Obr. 3C - znázorňuje strukturu zásuvkového konektoru když je připojen prst plochého flexibilního páskového kabelu.

Obr .

AA-D znázorňují sestavení násobnosti zásuvkových konektorů pro příjem násobnosti desek PC, spojených podle učení tohoto vynálezu:

AA - znázorňuje rozložený pohled na dané sestavení, když se připojuje násobnost prstů plochého flexibilního páskového kabelu k multivodičovému zásuvkovému konektoru.

AB - znázorňuje rozložený pohled na pár konektorových bloků k upnutí dohromady násobnosti páskových kabelů, každý obsahující pár multivodičových zásuvkových konektorů podle Obr. AA.

AC - znázorňuje jak je násobnost multivodičových zásuvkových konektorů, jak uvedena na Obr. AA upnuta dohromady jak je znázorněno na Obr. AB.

AD - znázorňuje jak jsou na okraji zakončené desky PC vloženy do montáže na Obr. AC.

5A a 5B uvádějí sestavení násobnosti multivodičových zásuvkových konektorů, jež jsou uspořádány v cirkulárním anebo válcovitém uspořádání, s k nim připojenými konektory VSTUP/VÝSTUP.

5A - znázorňuje sestavení násobnosti flexibilních páskových kabelů majících mu 11i vod ičové zásuvkové konektory na svých koncích, jež jsou upnuty dohromady a propojeny s párem konektorů VSTUP/ VÝSTUP.

5B - znázorňuje sestavení smontované struktury VSTUP/ VÝSTUP, obsahující násobnost multivodičových zásuvkových konektorů, každý mající v sobě vloženou desku PC, a upnuté dohromady pomocí páru konektorů VSTUP/ VÝSTUP, a znázorňuje montáž desek PC, vložených do smotované struktury VSTUP/VÝSTUP, jak je uvedeno na Obr. 5B.

Obr . 6

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 je znázorněním typického sestavení předchozího stavu techniky pro uspořádání a spojování násobnosti desek PC. Řídící deska, či základní deska, obsahuje obvody, jež řídí interakci mezi, a provoz oddělených závislých desek, jež jsou nazývanými dceřinnými (ze zřejmých důvodů). Tyto dceřinné desky se propojují se základní deskou dvěmi řadami multivodičových zdířek na nich znázorněných, z nichž jedna řada může být použita pro vstup signálu, druhá pro výstup. Zapojení propojující různé zdířky - a obvody základní desky - jsou natištěna na jednom anebo více površích (někdy vnitřních) základní desky.

Z Obr. 1 je vidět, že některé signály musí procházet z výstupních prvků nejbližší dceřinné desky do vstupních prvků té nejvzdálenější. Fyzikální oddělení těchto elementů na tomto sestavení může být téměř 8 palců (20 cm), s možným dalším 0,6 palce (1,5 cm) na každém zakončení každé linky spojení přes konektory a do desek PC, dávající případě délku dráhy signálu 9 palců (23 cm).

musí být signál vyslán, obdržen obvodě, vrácen, znova přijat signálu ke n e j h o r š í m typickém zpracován systému však ve vzdáleném znova zpracován v původním zakončení obvod bude vědět, zda je potřeba signálu v konkrétním operačním do následujících modů.

Signály v existujících s deskami PC sklo-epoxidové dielektrickou konstantu 5,0, se tak, že iniciující dalšího zpracování modu, či zda může pokračovat elektronických konstrukce pohybují v s y s t ém ech, majícími rvchlostech nepatrně pomalejších než polovina rychlosti světla - asi

5,3 palce (13,5 cm) za jednu nanosekundu (10^_to, nsec) - takže průchodu mezi deskami nsec oběma směry.

miliardinu vteřiny, či toto by mohlo vést k době z nejbližší do nejvzdálenější asi 1,5 Elektrické charakteristiky desek PC (v tomto případě 12), spojené mezi zdrojem a určením danéh.

signálu ho zatěžují či loadují, způsobuje, že se jeho průchodové doby (doba náběhu a doba doběhu signálu) protahují”. Toto přidává možná ještě další 0,5 nsec zpoždění na zakončení vedení signálu oběma směry, protože přijímající obvod čeká na signál k přepnutí ze stavu OFF (vypnuto) do stavu ON (zapnuto), či více versa.

Doba náběhu, či doběhu, jsou doby potřebné pro elektrický signál k přepnutí mezi minimálními a maximálními úrovněmi napětí a vice versa. Doba zpomalení šíření každým směrem se tak ' stává asi 2,2 nsec, či 4.4 vedoucí k teoretickému maximu rychlosti (megahertz, či milionů cyklů za i s nemožným umožněním nulové doby pro zpomalení na přijímajících zakončeních dráhy signálu.

Vzdálenost mezi deskami PC je pak spatřována jako kladoucí velká omezení rychlosti zpracování dat systémem, obzvláště protože jsou použitelná existující, komerčně dostupná polovodičová zařízení, jež fungují za mnohem větších rychlostí zpracování než tyto.

Tento vynález činí možným zvýšení výkonu až dvacetkrát v rychlostech zpracování, pomocí zredukování délek dráhy signálu od desky PC do desky PC a minimalizací zatěžujících (loadingových) intervenujících obvodů připojených ke drahám a pomocí sníženi konstrukční složitosti.

Byl objeven nový způsob pro provádění elektrických n s e c celkově, zpracování 227 MHZ vteřinu), dokonce doby zpracování jejich v y r o v n á n í m, účinků s i gná1u, spojení v elektrických obvodech s zpracovávání. Toto je užitečné, když množství paralelních vedení (linek) vysokou rychlostí je potřeba spojovat jež mají podobné hodnoty řízené impedance, takže jakákoli z těchto linek může být použita jako napájející zbytek způsob spojování zkreslení daného vstup signálu linek poskytuje malé, přijímací elektrického signálu po s í1ac í linka, linky. Tento nový žádné praktické n a p říjí rn a c í m zakončení těchto linek, a vlastně poskytuje lepší výsledky, když se počet drah přijímání signálu zvětšuje (což je obrácený efekt existujících způsobů uspořádání spojování základní desky/dceřinné desky, zobrazených na Obr. 1).

Základní vynález je uveden na Obr. 2, a je to strukturální způsob provádění elektrických spojení pro použití v elektrických obvodech, zejména vysokorychlostních digitálních obvodech pro zpracovávání elektrických signálů s velmi krátkými přechodovými dobami, t.j., menšími než jedna nanosekunda. Toto sestavení pracuje s pomalejšími signály, ale je zejména účinné s velmi rychlými signály.

Znalým v příslušné technice je dobře známo, že když se přechodové doby signálů zpracovávaných elektronickými obvody

t.j., neshody impedance, vyná1ez 10 tento problém zmenšují, zkreslení těchto signálů se z rozmanitosti zdrojů, zakončení atd. Tento situacích zmenšuje.

Jak znázorňuje Obr. 2, tento vynález 10 je sestavení pro spojování ve společném bodě signálů 14A. . . 14 N , každá mající z v ě t š u j e , a nevhodná v určitých násobnosti N linek podobné charakteristické impedance. Tato struktura značně redukuje, ve společném bodě

2 , odrazy zakončeních z řečených z koncových impedancí 16A. . . 16 X na vzdálených 18 A. . .18 N linek 14A. . .14N , když je z jedné linek 14A zaváděn signál proudu velikosti A, mající velmi krátké přechodové doby, do stavu (symetrie)

14B...14N těchto linek.

Protože tento vynález 10 je složen z násobnosti X linek 14A . .14N , majících podobné charakteristické impedance, signál poskytovaný jakoukoli jednou z linek 14 a ... 14 n se bude stejně rozdělovat mezi všechny linky. Jakákoli neshoda impedancí, jíž bude jakýkoli jeden z těchto signálů čelit, když se šíří po linkách, způsobí odraz vracející se zpátky do společného bodu 1 2 . Avšak, protože signál působící tento odraz je jenom 1/N krát tak velký jako počáteční signál, a protože na zakončení každé linky a . . . 14 n jsou zajištěna impedancí odpovídající zakončení, odraz, jenž bude vidět ve společném bodě 12 bude malý a, v digitálním obvodu, nebude dostatečný aby způsobil jeho významné zkreslení.

Přednostní struktura spojení 10 je u linek 14 A . . 14 Ν’ uspořádána symetricky, nominálně planárním způsobem okolo společného bodu 12. ve vzoru hvězdy či hvězdičky. Jedna z linek 14A může byt použita v tomto uspořádání jako vstup, či by mohla vstupovat axiálně ve společném bodě 12, ortogonálně k rovině linek 14 B. .. 14 N , což by zajistilo rovnoměrné rozptylové kapacitní a induktivní reaktance pro každou z linek 14B. . .14N a, dodatečně, by byly zpožděny pouze dobou zpoždění šíření poloviny sítě.

Sestaveno jak uvedeno na Obr. 2A a zde popsáno, bylo zjištěno, že napájení elektrického signálu s velmi rychlou přechodovou dobou do násobnosti N linek s řízenou impedancí 14 B. 14 V, spojených paralelně ve společném bodě 12 a uspořádaných symetricky planárním způsobem okolo, z vysílací linky 14A podobné impedance, bude produkovat relativně nezkreslené signály na každé z řečených linek signálu 14 B. . 14 Ν'. V závislosti na velikosti odražené energii to 1erovate1 né posílací linkou 14A, toto uspořádání planárního spojení může pracovat uspokojivě pro tak málo jako jsou čtyři linky. Zvýšená výkonnost, t.j., minimální energie odražená zpátky do společného bodu 12 a linky zdroje 14A, je získána když je přidáno více paralelní signály přijímajících drah, omezených pouze limity budící energie zdroje S., či omezeními prostoru vyžadovanými spojením samotným.

Daná struktura může být dosažena několika technikami fabrikace. Ty mohou být v rozpětí od jednoduše pájeného nebo vařeného spoje násobnosti N středových koaxiálních vodičů 2OA...2QN uspořádaných symetricky okolo společného bodu 12, k obrobenému upínadlu s koaxiálními konektory zapracovává15 jícími uvnitř základní strukturu, a dokonce obsahující sestavení do hvězdy či hvězdičky, vytvořené pomocí technologie integrovaných obvodů na mikročipu IC. Kvalifikovaní v dané technice si uvědomují, že může být dosaženo délek vedení, jež jsou extrémně krátké, a že je možno dosáhnout až dvacetinásobných rychlostí zpracovávání, než je tomu v současnosti.

V alternativní trojrozměrné formě, jak je uvedena na Obr. 2B, takovéto uspořádání násobnosti linek signálů by mohlo akomodovat tolik vodičů, kolik jich může být fyzicky připojeno k jednomu bodu a mohlo by být kvůli vnitřní struktuře nazváno pampeliškovou strukturou.

S příslušnými změnami v technikách fabrikace by tato struktura mohla být přizpůsobena technologii optických vláken.

Obr. 3A-3D uvádějí další charakteristický rys tohoto vynálezu, zásuvkový konektor 30., pro příjem tenkého plochého konektoru 3 2 , jímž může být okraj desky PC anebo zakončení plochého flexibilního páskového kabelu. Zásuvkový konektor 30 je složen ze dvou polovin 34a a 34b. jež jsou svými zrcadlovými protějšky. Každá polovička obsahuje těleso dvou paralelních podélných členů 36a a 36b, každý mající zakončení základny 38b a přední zakončení 38a. Podélné členy 36a a 36b mají na sobě prstové díly 40a a 40b, v uvedeném pořadí, jež se protahují směrem od zakončení základny 38b. Prstové díly 40a a 40b jsou vzájemně pevně do sedlé a formují kompletní konektor, jak je uvedeno na Obr. 3BIII. Podélné členy 36a a 36b mají zapracovaný (svařený) k horním zakončením 38a horní člen 4 2 , protažený příčně k nim, a zakončení základny 38b členů 36a a 36b mají rovněž zapracovaný k zakončení základny 38b člen základny 44 jenž se rovněž protahuje příčně k členům 36a a 36b a prstům 40a a 40b, oběma v tomto pořadí. Horní člen 42 a člen základny 44 jsou v podstatě paralelní.

Z předního členu 4 2 vychází konzolovitě pružný obloukový člen 46 , jenž se protahuje směrem k členu základny 44 v podstatě paralelně k podélným členům 36a a 36b. Obloukový člen 46 má na sobě konvexní povrch 48 a konkávní povrch 50, s elektrickým vodičem připojeným ke konvexnímu povrchu 48 . jak je zde dále popsáno.

Zásuvkový konektor 30 je formován z podélných členů 36a a 36b. předního členu 4 2 a členu základny 44, a obloukového členu 46a konzolovitě vycházejícího z předního členu 42 a zrcad 1 ového protějšku jak je znázorněno na Obr. 3BIII. Každá polovina by mohla být přednostně vyrobena jako jednotkové těleso z tuhého pružného ρ1 astického materiá1u jako je plastická hmota JRYTON nebo XYDAfi. Když jsou díly základny 40a a 40b fixně dosednuty k sobě, konvexní povrchy 48a a 48b obloukových členů jsou čelem a protahují se jeden k druhému jak uvádí Obr. 3BIII, takže tenký konektor 32 jako je deska PC anebo zakončení plochého flexibilního páskového kabelu, vložené mezi nimi, budou tlačit konzolové členy 46a a 46b stranou, napínaje je tak, že mezi sebou pevně upínají plochý konektor 32.

Celní povrchy 48a a 48b pružných obloukových členů 46a 46b budou mít k sobě přitmelené či jinak připojené kovové čelní plošky, jež formují elektrická zakončení, která elektricky spojují s vodivými povrchy na tenkém plochém konektoru 32 a podobným. Díly základny 40a a 40b působí pro vložený konektor'3 2 jako zarážecí člen.

Vícevodičový konektor, jenž bude přijímat desku PC anebo vícevodičový plochý flexibilní kabel či podobné, je zformován, když přední člen 42 a člen základny 44 jsou protaženy příčně s násobností podélných členů 36a a 36b mezi nimi zapracovanými. Konzolové členy 46a a 46b budou umístěny mezi každým párem podélných členů 36 a 36b.

Obr. 3BI , 3BII, 3BIII a 3C uvádějí jak jsou prsty páskového konektoru 52a a 52b připojeny ke konvexním povrchům 48a

48b konzolových členů 46a a 46b. všechny provedeno jakoukoli v uvedeném pořadí. Spojení může být dobře známou metodou dané techniky, například pomocí epoxidového cementu, jenž poskytuje permanentní spoj, který vydrží opakovaná vkládání a vyjímání.

Konzolové členy 46a a 46b, s prsty páskového kabelu 52a a 5 2b připojenými na konvexním povrchu 48a a 48b , v uvedeném pořadí, formují elektrický kontakt mezi páskovým členem 32. Kontakt s zakončení 52a vodiči a tenkvm kabelem 54 v e l.ektr i ckými na jiných páskových kabelech nebo deskami PC je prováděn konektorem 56 , prostředky, jež budou popsány ve spojení s Obr. 4A-D, dále.

Z Obr. 3C je vidět, že aktivní vodič 58 je připojený k zakončení 5 2a pomoci spojky (dále jumper) 60 , jež může obsahovat signál zpracovávající elektroniku. Vodič 58 je na protější straně kabelu 54 vyrovnán vodiči vodorovné protiváhy 60a a 60b, v souladu s učením patentu US 4 680

557, vydaném 24. července, 1987, tomuto žadateli.

Obr. 4A-D uvádějí sestavení, jež může být provedeno pomocí multivodičového zásuvkového konektoru popsaného ve spojení s Obr. 3A-3C.

Obr. 4A uvádí mu 11i vodičovy konektor 56 k mikropáskovému kabelu předchozí techniky 6 2, signálu 58a. . .58f , vyrovnanými aktivním proudem a/nebo uzemňovacími vodiči 60a. . .60f.

Obr. 4B uvádí rozložený pohled na násobnost multivodičových konektorů 56a..56n, uvádějící sestavení multivodičovového zakončení pro propojování násobnosti

Každý multivodičový konektor 56a. . k dalšímu z těchto konektorů pomocí páskových kabelů 64a...64n, jenž může jakýkoli jiný zde vy s e připojeny s vodiči desek PC. je připojen ještě

56n plochých flexibilních být kabelem 54 z Obr.

existující kabel, například, mikropáskový kabel předchozí techniky 62 z Obr. 4A, jiný plochý flexibilní páskový kabel známý současné technice, či v budoucnosti, či separátory 74a.

jenž může být vyvinut kombinace. Izolační elektrické oddělení mezi kabely 64a dohromady tlačnými bloky 68 a 7 0, příslušnými prostředky. Každý z kabelů 74a . . . 7 4n , a upínací blok otvorů 66a. ..66n , jimiž vodivých čepů jejich jakékoli .74n zajišťují separátory násobností elektricky

64n, jež jsou tlačeny a upnuty dohromady 64a. . .64n , izolační 70 , jsou perforovány prochází násobnost

76a . .76n , upevněných na konektorovém bloku 7 2 . Čepy 76a . . 76n elektricky propojují s vodiči na protilehlých čelních plochách kabelů 64a .. 64n a s vybranými vodiči na jiných kabelech, podle příslušného napětí a požadavků elektrického signálu z konkrétního systému. Spojovací blok 72 může být vyroben jako vyměnitelný.

Obr. 4C uvádí smontovanou strukturu zobrazenou v rozložené podobě na Obr. 4B. Lisovací bloky 68 a 70 tlačí kabely 64a a 64n těsně k sobě a multivodičové zásuvkové konektory 56a..56n se parskovitě rozbíhají ven do vějíře do válcovité formy, jak znázorněno, hotové přijmout desky PC.

Obr. 4D uvádí desky PC 32a. . . 32n. vložené do konektorů 56a. . . 56n , s deskou PC 32n + l připravenou k vložení do konektoru 56n+1.

Obr. 5A uvádí v rozloženém pohledu, další ztvárnění z Obr. 4D, v němž jsou lisovací bloky 68 a 70 a spojovací blok 7 2 uvnitř, nahrazeny konektorem vstup/výstup INPlíT/OLTPLT (1/0) 78 a konektorem proudu 80. Vodivé čepy

82a. . . 82n konektoru 1/0 78 , a čepy 84 a 8 4n konektoru energie 80 provádějí stejnou funkci jako elektricky vodivé čepy 76a . . 76n spojovacího bloku 72.

Obr. 5B uvádí smontovanou strukturu z Obr. 5A, s okraji zakončení desek PC 3 2a. . .3 2 η, vložených do mu 11ivodíčových zásuvkových konektorů 56a . . .56n.

Obr. 6 uvádí smontovaný multideskový systém podle učení tohoto vynálezu. Konektor zdroje (POWER) 80 je umístěn na základně a konektor VSTUP/VÝSTUP je umístěn na horním zakončení. Desky PC 32a...32n jsou vloženy do multivodičových zásuvkových konektorů 56a. . . 56n. Násobné hvězdové či hvězdičkové konektory 10 jsou spojeny vnitřně v mnoha bodech od vrchu do spodku této struktury. Příslušné chladící funkce jsou umístěny ve vršku 8 2 proud vzduchu okolo na teplotu deskách PC 3 2a. . . 32n, k udržování bezpečných, příslušných provozních jež mohou být průhledné anebo komponenty.

Pojmy a tvarované štíty směrují citlivých komponentů na vnitřní teploty v rámci limitů. Vnější štíty 8á, zamžené, chrání vnitřní výrazy použité v předcházejícím popise jsou užity jako pojmy popisu a nikoli omezení, a není zde žádný úmysl při použití těchto pojmů a výrazů vyloučit ekvivalenty znázorněných a popsaných charakteristických rysů, či jejich částí, uznávajíce, že rámec tohoto vynálezu je definován a omezen pouze následujícími přís1ušnými patentovými nároky.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Struktura pro dosažení redukovaných odrazů ve společném bodě z jakékoli z násobnosti linek signálů, majících podobné charakteristické impedance, připojených k tomuto společnému bodu, když je elektrický signál, včetně signálu s přechodovou dobou podstatně kratší než jedna nanosekunda, zaveden z jedné z těchto linek signálů do symetrie těchto linek; tato struktura obsahuje:

   a. násobnost N linek signálů spojených ve společném bodě a z něho se paprskovitě rozbíhajících;

   b. jednu z těchto linek:

   1. připojenou ke zdroji elektrických signálů s veličinou ampérů A,
2. 2. napájející N-l těchto linek.

   2. Struktura pro spojování dohromady ve společném bodě násobnosti linek signálů, majících podobné charakteristické impedance, pro redukování odrazů v tomto společném bodě z jakékoli z těchto linek signálů, když je elektrický signál z jedné z těchto linek zaváděn do symetrie těchto linek; tato struktura obsahuje:

   a. násobnost N linek signálů spojených ve společném bodě a z něho se paprskovitě symetricky rozbíhajících;

   b. jednu z těchto linek:

   1. připojenou ke zdroji elektrických signálů s veličinou ampérů A,

   2. napájející N-l těchto linek, a

   c. odrazy ve společném bodě z jakékoli z těchto linek Ν' -1 , mající velikost nepřesahující A .

   N-l
3. 3. Struktura podle nároků 1 nebo 2, v níž se násobnost těchto linek paprskovitě symetricky rozbíhá ze společného bodu.
4. 4. Struktura podle nároků 1 nebo 2, v níž se násobnost těchto linek z řečeného společného bodu paprskovitě rozbíhá v jedné rovině.
5. 5. Struktura podle nároků 4 , v níž se řečená jedna z těchto linek protahuje ortogonálně ze společného bodu v této rovině.
6. 6. Elektrický konektor pro příjem spojovacího elektrického konektoru, obsahující:

   1. dvě poloviny, jež jsou vzájemně zrcadlovým protějškem, každá polovina obsahuje:

   a. podélné těleso mající:

   i. zakončení základny mající na sobě prstový díl, jenž se protahuje směrem od podélného tělesa, ii. přední zakončení obsahující přední člen protahující se příčně k přednímu zakončení a prstu:

   A. přední člen má na sobě pružný obloukový člen konzolovitě z něho vycházející:

   1) tento obloukový člen má

   a) konvexní povrch a konkávní povrch:

   b) s připojeným elektrickým vodičem, iii. člen základny protahující se příčně jak k podélnému tělesu, tak prstu, a

   2. řečené prstové díly těchto dvou polovin jsou dosednuty dohromady a formují tento konektor, s obloukovými členy protahujícími se vzájemně k sobě a upínající přijatý spojovací elektrický konektor.
7. 7. Konektor podle nároku 6, v němž konvexní povrch obloukového členu má na sobě připojen elektrický vodič.
8. 8. Konektor podle nároku 6, v němž prstové díly podélných členů, když k sobě vzájemně pevně dosedají, působí jako zarážka pro spojovací elektrický konektor.
9. 9. Konektor podle nároku 6, v němž konvexní povrch má na sobě připojen elektrický vodič, a prstové díly podélných členů, když k sobě vzájemně pevně dosedají, působí jako zarážka pro spojovací elektrický konektor.

   Konektor podle nároku základny jsou příčně obloukových členů k elektrického konektoru.

   6, v němž protaženy přijetí přední členy a členy aby obsáhly násobnost rozšířeného spojovacího
10. 11. Struktura pro rozdělování elektrických signálů, obsahující signály s přechodovými dobami podstatně kratšími než je jedna nanosekunda, obsahující:

    a. násobnost plochých flexibilních obvodových kabelů:

    1. majících na sobě dva povrchy, a

    2. umístěných přilehle jeden k druhému:

    b. povrchy těchto kabelů jsou od sebe vzájemně odděleny izolačními členy;

    každý z těchto kabelů má na sobě násobnost elektricky vodivých prodloužených stop:

    A. jedna nebo více těchto stop je zakončena v elektrických konektorech,

    i. tyto elektrické konektory jsou pro připojování těchto stop ke:

    a) zdrojům elektrické energie,

    b) zdrojům řečených elektrických signálů, a

    c) jiným elektrickým elementům,

    B. každá z těchto prodloužených stop obsahuje jeden nebo více spojovacích bodů, z nichž jeden či více mají. otvory protahující se mezi povrchy těchto kabelů:

    i. tyto otvory mají uvnitř protaženy spojovací elektrody spojující s jedním anebo více spojovacími body na přilehlých kabelech;

    c. tato násobnost kabelů je udržována ve fixovaném vzájemném vztahu pomocí upínacích bloků:

    1. majících k sobě připevněnu jednu nebo více spojovacích e1ektrod:

    A. protahujících se těmito otvory, a

    B. zajištujících elektrická spojení mezi dvěma anebo více spojovacími body na dvou nebo více těchto kabelech.
11. 12. Struktura podle nároků 1 nebo 2, v níž jedna z řečených linek je připojena k elektrickému' konektoru pro přijímání v něm spojovacího elektrického konektoru, obsahující:

    1. dvě poloviny, jež jsou vzájemně zrcadlovým protějškem každá polovina obsahuje:

    a. podélné těleso mající:

    i. zakončení základny mající na sobě prstový díl, jenž se protahuje směrem od podélného tělesa, ii. přední zakončení obsahující přední člen protahující se příčně k přednímu zakončení a prstu:

    A. přední člen má na sobě pružný obloukový člen konzolově z něho vycházející:

    1) tento obloukový člen má

    a) konvexní povrch a konkávní povrch:

    b) s připojeným elektrickým vodičem, iii. člen základny protahující se příčně jak k podélnému tělesu, tak prstu, a

    2. řečené prstové díly těchto dvou polovin jsou dosednuty dohromady a formují řečený konektor, s obloukovými členy protahujícími se vzájemně k sobě a upínající přijatý spojovací elektrický konektor.
12. 13. Struktura podle nároku 1 nebo 2, v níž jedna z řečených linek je připojena k:

    a. násobnosti plochých flexibilních obvodových kabelů:

    1. majících na sobě dva povrchy, a

    2. umístěných přilehle jeden k druhému:

    b. povrchy těchto kabelů jsou od sebe vzájemně odděleny izolačními členy;

    1. každý z těchto kabelů má na sobě násobnost elektricky vodivých prodloužených stop:

    A. jedna nebo více těchto stop je zakončena v elektrických konektorech,

    i. tyto elektrické konektory jsou pro připojování těchto stopke:

    a) zdrojům elektrické energie,

    b) zdrojům digitálních proudových signálů, a

    c) jiným elektri ckým elementům, každá z těchto prodloužených stop obsahuje jeden nebo více spojovacích bodů, z nichž jeden či více mají otvory protahující se mezi povrchy těchto kabelů:

    i. tyto.otvory mají uvnitř protaženy spojující elektrody spojené s jedním anebo více spojovacími body na přilehlých kabelech;

    c. tato násobnost kabelů je udržována ve fixovaném vzájemném vztahu pomocí upínacích bloků:

    1. majících k sobě připevněnu jednu nebo více spojujících e1ektrod:

    A. protahujících se těmito otvory, a

    B. zajištujících elektrická spojení mezi dvěma anebo více spojovacími body na dvou nebo více těchto kabelech.
13. 14. Elektrický konektor podle nároku 6, v němž spojovací elektrický konektor obsahuje strukturu pro rozdělování elektrických signálů, obsahujících signály s přechodovými dobami podstatně kratšími než je jedna nanosekunda, obsahující:

    a. násobnost plochých flexibilních obvodových kabelů:

    1. majících na sobě dva povrchy, a

    2. umístěných přilehle jeden k druhému:

    b. povrchy těchto kabelů jsou od sebe vzájemně odděleny izolačními členy;

    1. každý z těchto kabelů má na sobě násobnost elektricky vodivých prodloužených stop:

    A. jedna nebo více těchto stop je zakončena v elektrických konektorech,

    i. tyto elektrické konektory jsou pro připojování těchto stop ke:

    a) zdrojům elektrické energie,

    b) zdrojům digitálních proudových signálů, a

    c) jiným elektrickým elementům,

    B. každá z těchto prodloužených stop obsahuje na sobě jeden nebo více spojovacích bodů, z nichž jeden či více mají otvory protahující se mezi povrchy těchto kabelů:

    i. tyto otvory mají uvnitř protaženy spojovací elektrody spojující s jedním anebo více spojovacími body na přilehlých kabelech;

    c, tato násobnost kabelů je udržována ve fixovaném vzájemném vztahu pomocí upínacích bloků:

    1. majících k sobě připevněnou jednu anebo více spojovacích elektrod:

    A. protahujících se těmito otvory, a

    B. zajišťujících elektrická spojení mezi dvěma anebo více spojovacími body na dvou anebo více těchto kabelech.
14. 15. Struktura podle nároku 12, v níž řečená struktura pro rozdělování elektrických signálů, obsahujících signály s přechodovými dobami podstatně kratšími než je jedna nanosekunda, obsahuje:

    a. násobnost plochých flexibilních obvodových kabelů:

    1. majících na sobě dva povrchy, a

    2. umístěných přilehle jeden k druhému:

    - 27 b. povrchy těchto kabelů jsou od sebe vzájemné odděleny izolačními členy;

    1. každý z těchto kabelů má na sobě násobnost elektricky vodivých prodloužených stop:

    A, jedna nebo více těchto stop je zakončena v elektrických konektorech,

    i. tyto elektrické konektory jsou pro připojování těchto stop ke:

    a) zdrojům elektrické energie,

    b) zdrojům digitálních proudových signálů, a

    c) jiným elektrickým elementům,

    B. každá z těchto prodloužených stop obsahuje na sobě jeden anebo více spojovacích bodů, z nichž jeden či více mají otvory protahující se mezi povrchy těchto kabelů:

    i. tyto otvory mají uvnitř protaženy spojovací elektrody spojující s jedním anebo více spojovacími body na přilehlých kabelech;

    c. tato násobnost kabelů je udržována ve fixovaném vzájemném vztahu pomocí upínacích bloků:

    1. majících k sobě připevněnu jednu anebo více spojovacích elektrod:

    A. protahujících se těmito otvory, a

    B. zajišťujících elektrická spojení mezi d v ě m a a n e b o více spojovacími body na dvou anebo více těchto kabelech.