TECHNO BROTHER

Материнская плата - важная часть компьютера (ЭВМ), так как это основная плата, к которой подключаются все основные компоненты, такие как процессор, оперативная память, видеокарта, накопители и прочие устройства.

Она обеспечивает взаимодействие всех подключаемых к ней устройств, а представляет из себя многослойную печатную плату, на которой тонким слоем нанесены дорожки и установлены различные радио-элементы и разъемы.

Лишь небольшая часть проводников находится снаружи, большая их часть скрыта внутри самой платы, так как она состоит из множества слоев, и включает в себя слой заземления, несколько силовых и сигнальных слоёв. Снаружи плата покрыта диэлектрическим лаком, который защищает дорожки от короткого замыкания и внешних воздействий.

Сбоку платы находится 24-контактный разъём ATX, через него от блока питания, плата получает основные напряжения 12, 5 и 3,3 вольта, эти напряжения получают различные компоненты на самой материнской плате и подключённые через разъёмы, например USB или PCI Express

Чуть выше центра платы находится сокет, это разъём для установки процессора, состоящий из большого массива контактов и прижимной пластины.

(Определенные процессоры могут работать только с определенным типом сокетов)

Рядом с сокетом располагается 4(ATX12V) или 8(EPS12V) контактный разъём для питания процессора. На материнских платах предназначенных для установки мощных CPU, устанавливаются несколько таких разъёмов.

Но через них подаётся 12 вольт, а современные процессоры работают с напряжением чуть выше 1 вольта и это не фиксированное напряжение, в зависимости от нагрузки, оно может немного меняться, например: в простое, для экономии энергии и уменьшения нагрева, на процессор подаётся менее 0,8 В, а когда все ядра полностью загружены, оно возрастает до 1,4 в.

Поэтому вокруг процессорного сокета находятся модули регулирования напряжения или сокращённо VRM, они нужны для преобразования 12 вольт в напряжение необходимое процессору.

Один такой модуль или фаза, состоит из конденсатора, дросселя, двух мосфетов и драйвера. В современных платах драйвер и два мосфета объеденены в один корпус.

Драйвер управляет процессами открытия-закрытия транзисторов с частотой, задаваемой ШИМ-контроллером, а катушка и конденсатор сглаживают напряжение с транзисторов.

Для получения более стабильного напряжения на процессор используют несколько фаз питания, импульсы которых смещены друг относительно друга. Управляет ими ШИМ-Контроллер, который находится рядом.

Обычно устанавливают от 4 до 8 реальных фаз, так как используют столько же фазный ШИМ-контроллеры. Если на плате установлено к примеру 16 фаз, то производитель использует делители, то есть сигнал с одного канала ШИМ-контролера распределяется на два драйвера.

Физически фаз больше, но работают они синхронно и поэтому они не сглаживают пульсации, а лишь позволяют установить более мощный процессор и уменьшить тепловыделение элементов.

Так же рядом с процессорным сокетом размещаются слоты для установки модулей оперативной памяти. У современных модулей рабочее напряжение 1.1 в, поэтому рядом со слотами тоже есть цепи питания, которые преобразовывают напряжение, но для DRAM используют одну или две фазы.

Количество слотов на материнской плате, зависит от контроллера памяти, который находится в процессоре или в северном мосте. Обычно это двухканальный контроллер, то есть шина памяти у него разделена на два канала, что позволяет осуществлять доступ к памяти не один раз за такт контроллера, а два.

На каждый канал можно установить до двух модулей DRAM, что даёт возможность установить 4 модуля оперативной памяти, если на материнской плате есть для них слоты.
(Многие контроллеры памяти позволяют осуществлять доступ к памяти не один раз за такт контроллера, а два. Двухканальный режим означает, что два канала памяти будут работать параллельно, это повышает производительность)

В более мощных системах используется четырёхканальный контроллер и к плате можно подключить 8 модулей.

Есть несколько вариантов разводки шины DRAM: обычно используется Прямая, T-образная топология или Daisy Chain.

Прямая топология используется в ITX платах с двумя слотами памяти. С ней можно добиться высоких частот памяти при заполнении 2 слотов. (Электрические характеристики наилучшие)

Т-образная, оптимизированна для заполнения всех слотов памяти, у неё длина проводников до двух модулей одинаковая и с ней можно добиться хороших частот памяти при заполнении всех слотов, но стабильность работы при заполнении 2 слотов будет хуже.

Daisy Chain оптимизированна для установки одного модуля на канал, у неё длина проводников меньше чем с Т-образной и с ней можно добиться больших частот памяти, но стабильность работы при заполнении всех слотов, хуже.

Ниже слотов памяти, в левой части платы размещают разъемы PCI Express. Эти разъёмы предназначены для установки плат расширения.

Они бывают несколько типов, с разным количеством выделенных линий. X16 используются в основном для установки видеокарт, а остальные слоты для установки других плат расширения, например звуковых карт.

Маломощные карты получают питание от самого слота. В качестве силовых линий используются выводы на левой части разъема. Через них подключаемое устройство получает +12 и +3.3 вольта.

Так как пикабу не разрешил вставлять картинки в более длинный пост,  продолжение во второй части

С помощью контактов на правой стороне происходит обмен данными. 8 контактов формируют одну линию PCI-E. 2 контакта используются на приём, два на передачу и 4 контакта земли. (Обмен сигналами производится с помощью дифференциальных сигналов по двум проводам, за один цикл передается 1 бит данных. При этом одновременно используется два сигнальных пина и два контакта земли.)

Скорость передачи данных через слот зависит от количества задействованных линий и версий PCIe. Их существует 5 версий и все они полностью совместимы. То есть при установке устройства с интерфейсом PCI Express 5.0 в плату с версией 4.0 устройство будет работать, но на скорости старой версии.

(Чем больше выделенных линий тем больше высокоскоростных устройств можно подключить к плате.)

Так же, рядом с разъемами PCI Express, иногда устанавливают разъём PCI — он нужен для подключения старых плат расширения и сейчас практически не используется.

Ещё на плату устанавливают один или несколько разъёмов М. 2(NGFF). Этот разъём используется для подключения специальных SSD и карт расширения. Их бывает 2 типа, с «B» и «M» ключом.

Правее, под радиатором находится главный элемент материнской платы, это чипсет. Именно от него зависит какой процессор и какой тип оперативной памяти можно установить, сколько устройств можно подключить и как быстро, и стабильно все они будут работать.

Если посмотреть на блок схему, то видно что чипсет, состоит из двух микросхем: Северного моста и Южного.

Северный мост обеспечивает работу самых быстрых узлов компьютера. Он управляет работой шины процессора, контроллера ОЗУ и шины PCI Express. Именно он определяет какой тип памяти можно установить, её максимальный объём и в каких режимах она может работать. В некоторых случаях северный мост может содержать встроенный графический процессор.

(Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы

Северный мост соединён с южным мостом посредством специальной шины или через несколько каналов из шины PCI Express.)

Южный мост обеспечивает работу медленных устройств: накопителей, портов ввода/вывода, сетевых интерфейсов и многих других. Он управляет связью между медленными компонентами

Северный и южный мост это классическая схема, в современных системах функции северного моста переносят в центральный процессор, из-за чего уменьшаются задержки и увеличивается производительность всей системы.

Поэтому чипсет в новых платах представлен одной микросхемой — южным мостом.

Так же важна микросхема BIOS. BIOS — это базовая система ввода-вывода, программа записанная во флэш-память, которая отвечает за проверку работоспособности контроллеров, встроенных в материнскую плату и большинства подключённых к ней устройств. Именно BIOS устанавливает базовые параметры работы, например, частоту работы системной шины, контроллера памяти, процессора.

(Иногда используют две микросхемы, для хранения текущей версии и резервная)

Рядом находится 3х вольтовая батарейка, она питает схему часов и память CMOS. Без неё бы сбрасывалось системное время и параметры работы некоторых устройств.

(CMOS-энергозависимая память с настройками BIOS)

На правом краю платы размещают SATA порты, они служат для подключения накопителей с интерфейсом SATA. Обычно с помощью чипсета реализуют 4 порта, а остальные с помощью внешних дополнительных контроллеров.

(Существует три версии SATA, это SATA 1.0, SATA 2.0 и SATA 3.0. Все эти версии полностью совместимы и отличаются только скоростью передачи данных. Для SATA 1.0 скорость составляет 1.5 Гбит/с, для SATA 2.0 – 3 Гбит/с, а для SATA 3.0 – 6 Гбит/с.)

На левом краю материнской платы размещают Мультиконтроллер (Super i/o).

Он следит за состоянием платы, мониторит напряжения, следит за показаниями температурных датчиков и задает скорость вращения подключенных вентиляторов. В некоторых платах отвечает за устаревшие порты ввода-вывода, такие как COM порт и PS/2.

Под мультиконтроллером обычно находится звуковая подсистема состоящая из аудиокодека, резисторов и твердотельных конденсаторов. Кодек содержит в своём корпусе ЦАП и АЦП, что позволяет воспроизводить и принимать звук всего одной микросхемой.

Если посмотреть на схему, то легко понять как работает интегрированный звук. Центральный процессор полностью кодирует сигнал, а южный мост обеспечивает обмен данными.

В современных платах для уменьшения помех и наводок, аудиотракт изолируют от остальной части платы, а левый и правый канал размещают на разных слоях текстолита.

Так же в левой части платы находится панель с разъёмами для подключения внешних устройств – клавиатуры, мыши, флешек и многого другого.

Сбоку панели находятся микросхемы, которые обеспечивают работу этих портов, обычно устанавливают Ethernet и usb Контроллеры.

Помимо этих микросхем, есть много дополнительных элементов обеспечивающие работу платы. Например, ре-драйверы - это усилители сигнала шины. Есть свитчи PCI Express, помогающие процессору и Южному мосту управлять слотами PCIe, распределяя линии по устройствам.

Есть несколько кварцевых резонаторов, задающие базовые частоты. Так же есть внешние генераторы частот и специальные контроллеры, которые задают и управляют частотами шин.

В самой нижней части платы, размещают разъёмы для подключения помп СЖО, термодатчиков, аудиокабеля, есть колодка для кнопок и индикаторов передней панели корпуса, есть кнопки или перемычки для сброса настроек BIOS и переключения режимов работы.

Устройство материнской платы показано на примере форм фактора EATX, существует множество стандартов плат с разным размером из-за чего их устройство может показаться разным, но отличаются они лишь плотностью компонентов, расположением и количеством разъёмов,

так что на этом всё.

Достался он мне в идеальном состоянии, как из магазина. Даже пенопластовая защитная коробка сохранилась.

Открываем и видим вот такой стильный пластиковый футляр.

Почему я назвал этот мультиметр "странным", а потому что уже на футляре начинается какая-то маркетинговая и дизайнерская дичь и хреновы ребусы.

Посмотрите, два логотипа и две эмблемы.

Поиск "Carlo Gavazzi" выдаёт несколько странных, дешево свёрстанных сайтов. Но все они так или иначе связаны с электрооборудованием и энергетикой.

Поиск по "Dino Chinaglia" выдаёт ссылки на какие-то радиомузеи с приборами, но беглый поиск так ничего конкретно мне не дал. Если честно мне пока лень разгадывать эти загадки истории. Вероятно, Шерлок-куны с пикабу решат эту загадку раньше.

Предположим, что это два итальянских кореша Карло и Дино, которые решили мутить бизнес. На самом деле был такой производитель приборов "Chinaglia Dino Elettrocostruzioni; Belluno" из Италии.

Вернемся к экспонату, в футляре лежит вот такое чудо инженерии и промдизайна.

Промдизайнер, на мой взгляд, слишком увлёкся шрифтом Eurupe, который тогда, видимо, казался невероятно стильным и крутым. Но у него плохая читаемость, штрихи тонкие и все цифры и буквы тяготеют по форме к прямоугольнику со скруглёнными углами.

Dolomiti, похоже, это название доломитовых Альп.

Еще один минус — царапучее оргстекло, которое при самом аккуратном обращении со временем покрывается сеткой царапин. А еще оно может наэлектризоваться и начать притягивать стрелку, искажая показания прибора.

Переключатели и крутилка "нуля" омметра мелкие, неухватистые, даже для моих почти детских пальцев. По-моему это ошибка дизайнера и неуважение к толстопальцевым людям.

Судя по инструкции сзади в него вставляются две батарейки по 1,5 Вольт и одна на 25 Вольт. Чего!? Вы когда-нибудь видели в продаже такие элементы питания?

На наклейке сзади не упомянут Дино, только Карло. Заметьте, что отверстия на наклейки разной формы. Занятно. Видимо, это ихний штамп ОТК. Серийник в виде штампа.

Сбоку есть отверстие с двумя контактами. Видимо это внешнее питание.

Щупы типичные, сделаны качественно. Провод не особо гибкий но и не жесткий, середнячок.

Примечательно, что гнёзда разъёма на приборе не стандартные "бананы" а какие-то тощие их аналоги. Почти как на советском Тт-1.

В комплекте идёт два переходничка на "бананы", за что отдельное спасибо. У них весьма интересная конструкция в виде пучка посеребрённых проволочек. Красиво.

Внимательный читатель заметил, что в инструкции на зелёном фоне появляется третье название фирмы производителя Pantek (подразделение Карло Гаваззи). Очень странно, зачем такой разнобой и сумятица и обилие лэйблов? Это же запутывает потребителя.

Инструкция свёрстана как газета, на большом листе. На четырёх языках, если не ошибаюсь там английский, немецкий, итальянский и французский.

На принципиальной схеме видно, что девайс содержит в себе транзисторы и трансформатор, видимо для генератора. Т.к. данный мультиметр умеет измерять ёмкость конденсаторов, необычно для такого стрелочного малыша.

Пожалуй, это самый странный прибор из моей коллекции. Но он замечательный и мне он очень нравится как экспонат и техноартефакт эпохи и культуры другой страны.

Спасибо за внимание. Оставайтесь на связи, будут еще разные приборы.

Схему приводить не буду. Все максимально просто. С помощью ЛУТ перевел рисунок на стеклотекстолит и вытравил.

Очистил от тонера и подготовил компоненты.

Здесь допустил большую ошибку. Использовал не оригинальные танталовые конденсаторы на 16 вольт, которые очень красочно взрывались уже при 12. Одна из CH340, оказалась с буквой G в конце. Чертовы китайцы, пришлось перепаивать.
Просверлил отверстия и залудил.

Запаял.

Далее припаял кабель USB и подал 15.6 вольт на "выход". Замкнул TX и RX, проверил, работает ли микросхема изолятора ADUM1201 на всех нужных скоростях. Припаял разъем и надел термоусадку.

Как то так. На мой взгляд это один из правильных вариантов переходника USB-UART когда дело касается работы с авто. Если кто хочет повторить - пишите, выложу плату в lay.
Мой пустой сайт http://safboard.ru/
Моя телега https://t.me/bb773301