Как приближенно оценить критическую длину линии связи из условия допустимой взаимной емкостной помехи?
,
где
- пороговое переключ-я эл-та;
- средняя задержка распространения
сигнала.Заряд, передаваемый из «активной»
линии в «пассивную» через взаимную
емкость связи за время
,
оценивается
,где
- ток помехи, протекающий через емкость
связи; м - длительность фронта сигнала,
«активной» линии.
Учитывая,
что
и
,
где
- пороговый заряд «пассивной» линии;
- погонная взаимная емкость связи;
откуда критическая длина линии связи
Составьте эквивалентную схему для расчета взаимной индуктивной помехи в электрически коротких линиях связи.
В
случае, когда можно пренебречь взаимной
емкостной связью и нельзя пренебречь
индуктивной связью между «активной» и
«пассивной» линиями, эквивалентная
расчетная схема может быть представлена
в виде, показанном на рис.
Выведите выражение для напряжения взаимной индуктивной помехи в электрически коротких линиях связи.
Проанализируем форму импульса помехи на входе нагрузки «пассивной» линии при передаче фронта напряжения в «активной» линии. Для этого запишем систему уравнений Кирхгофа в операторной форме:
,
откуда
и
Дальнейший анализ в общем виде затруднителен и может быть произведен лишь для конкретных значений параметров схемы замещения.
В частном случае,
когда
и
и когда можно пренебречь емкостной
составляющей входного и выходного
сопротивления «активной» и «пассивной»
линий, т. е. когда
,
соотношение (2.3) можно записать
где
и
.
Переходя к оригиналу, получим
Какими схемотехническими и конструктивными мерами можно уменьшить взаимную индуктивную помеху в электрически коротких линиях связи?
Осциллограмма из билета №23.
Анализируя , для случая, когда L+M>>L—M, можно построить осциллограмму тока помехи в «пассивной» линии . Импульсный ток помехи, протекая по сопротивлению R/2 «пассивной» линии, будет вызывать в ней напряжение помехи, которое приводит к ложным срабатываниям логических элементов.
Учитывая особенности элементной базы, нетрудно понять, что для линий связи между логическими элементами КМДП-типа доминирующей оказывается емкостная взаимная связь (токи в сигнальных линиях малы), для линий связи элементов ТТЛ-типа доминирует индуктивная связь.
Поэтому с точки зрения уменьшения взаимных емкостных помех в линиях связи элементов КМДП-типа монтаж рекомендуется выполнять с использованием двусторонних печатных плат с перпендикулярным расположением проводников на их сторонах.
Для уменьшения взаимных индуктивных помех в линиях связи элементов ТТЛ-типа объемный и печатный монтаж рекомендуется выполнять над заземленной плоскостью или применяя многослойные печатные платы, в которых сигнальные слои чередуются со слоями «питание» и «земля».
Как приближенно оценить критическую длину линии связи из условия допустимой взаимной индуктивной помехи?
Критической длиной линии связи в случае индуктивной наводки будем считать такую, когда вольт-секундная площадь сигнала помехи окажется больше или равной вольт-се-
кундной
площади допустимой импульсной помехи.
Последняя, согласно методике
определения импульсной помехозащищенности,
оценивается выражением
.
Таким образом, условие обеспечения
импульсной помехозащищенности при
преобладающих индуктивных помехах
можно записать в виде
где
- коэффициент пропорциональности,
указывающий, какая доля ЭДС помехи
прикладывается к входу нагрузочного
элемента «пассивной» линии.
Если
,
то
Если
,
то
Отсюда следует, что условию отсутствия ложных срабатываний в «пассивной» линии должно удовлетворять соотношение
Поскольку взаимная индуктивность проводников линии связи зависит лишь от конструктивных параметров, используя это соотношение, можно вычислить допустимую длину линии связи. Формулы для оценки электрических параметров объемных и печатных проводников приведены в табл. 2.4.
В руководящих технических материалах по применению ИС, как правило, приводятся значения допустимых длин линий связи, при которых взаимные помехи несущественны.
Например, в табл. 2.5 приводятся значения допустимой длины печатных параллельных проводников в устройствах на ИС ТТЛ-типа.