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第1010章 分立电路整合规划

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存储控制 PCB 布局(尺寸 20cm×16cm):采用 “中心辐射布局”—— 主控单元(中心,含 1MHz 时钟芯片)→磁芯存储器(左侧,程序区在上、数据区在下,物理隔离防篡改)→异常检测模块(右侧,含故障报警电路),板内数据总线沿边缘布线,避免与控制总线交叉,信号串扰≤-60dB,时序同步误差≤0.02μs。

接口环境 PCB 布局(尺寸 20cm×14cm):采用 “分区隔离布局”—— 通信接口模块(左侧,短波 / 有线接口独立屏蔽腔)→本地配置模块(中部,按键与指示灯集中)→环境适配模块(右侧,加热控制与屏蔽驱动),接口电路加装 EMI 滤波器,接地采用 “单点接地” 设计,抗电磁干扰能力提升至 80dB(原 60dB),适应野战复杂环境。

7 月 20 日,团队完成 3 块 PCB 布局图纸,标注元件坐标(如矩阵运算模块晶体管位于 (5cm,3cm)-(15cm,10cm))、布线宽度(数据总线 2mm,控制总线 1mm)、测试点位置(每模块预留 2-3 个测试孔),形成《PCB 布局设计图纸集》,提交北京无线电元件厂(PCB 制造厂家)评估工艺可行性。

六、历史补充与证据:PCB 布局设计档案

1965 年 7 月的《“73 式” 3 块 PCB 布局设计档案》(档案号:ZH-1965-002),现存于军事通信技术档案馆,包含布局图纸、元件坐标表、布线规则,共 58 页,由孙工、刘工共同绘制,是布局设计的直接证据。

档案中 “运算核心 PCB 布局图”(比例 1:2)标注:矩阵乘法模块采用 “阵列式布局”(1369 个 3AG1 晶体管按 37×37 阵列排列,间距 0.3cm),位于 PCB 左上部 (2cm,2cm)-(18cm,10cm);密钥生成模块的随机数噪声源(3AG1 晶体管)位于 (8cm,12cm),远离矩阵模块(距离≥5cm),避免高频干扰;散热孔沿 PCB 边缘均匀分布(直径 2mm,间距 1cm),共 20 个,确保散热效率。

存储控制 PCB 元件坐标表记录:主控单元时钟芯片(DS-1965 型)位于 (10cm,8cm),磁芯存储器程序区(MC-1964 型)位于 (3cm,3cm)-(10cm,13cm),数据区位于 (12cm,3cm)-(19cm,13cm),两者间距 2cm(物理隔离);异常检测模块故障报警灯位于 (10cm,15cm),便于整机装配后观察状态。

布线规则页明确:运算核心 PCB 数据总线宽度 2mm(载流能力≥1A),控制总线 1mm;存储控制 PCB 时钟信号线采用 “蛇形布线”(减少时序偏差),长度误差≤0.5cm;接口环境 PCB 通信接口布线采用 “差分对”(抗干扰),阻抗匹配 50Ω,所有布线拐角为 45°(避免 90° 拐角信号反射),规则符合当时国产 PCB 制造工艺(2 层板,最小线宽 0.8mm)。

档案附录 “工艺评估反馈” 显示:北京无线电元件厂确认 3 块 PCB 布局符合制造能力(元件密度运算板 75 个 /dm2、存储板 60 个 /dm2、接口板 50 个 /dm2,均≤80 个 /dm2),布线可通过常规蚀刻工艺实现,交付周期 15 天,成本约 200 元 / 块(3 块合计 600 元,低于原 19 块 PCB 成本 1200 元),档案有厂家工程师签名,日期为 7 月 22 日。

七、整合中的技术难点与解决措施

整合过程中,团队遭遇 3 类技术难点,通过针对性创新解决,确保整合方案落地,无性能损失。

难点一:运算核心 PCB 元件密度高(75 个 /dm2)导致散热困难,测试显示满负荷运行时 PCB 温度达 65℃(超元件耐受上限 60℃),解决方案:在矩阵运算模块与密钥模块间增设 1mm 厚铝制散热条(重量增加 50g),优化布局使高功率元件分散(如乘法器从集中排列改为 2 个小阵列),散热后温度降至 55℃,符合要求。

难点二:存储控制 PCB 中磁芯存储器与主控单元信号串扰,测试发现时序信号干扰存储数据,错误率 0.01%(超目标 0.001%),解决方案:在两者间布设 2mm 宽接地隔离带(连接 PCB 接地平面),时序信号线采用屏蔽线(铜网编织),串扰降至 - 70dB,错误率恢复至 0.0005%。

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