Страница: 8/10
Для изучения причин возникновения импульсных помех из-за бросков тока потребления ИС рассмотрим такую конструкцию шин питания,когда n одинаковых элементов подключены к шинам “питание” и “земля” через некоторое равное расстояние,причем n-1 любых элементов одновременно переключается из одного устойчивого состояния в другое,а на вход одного,например
n-го,элемента(рис.12а) подключен сигнал логического нуля U
вх.
Перейдем к расчетной эквивалентной схеме(рис.12б):
DLш-индуктивность участка шины “земля” между 2мя
расположенными рядом микросхемами,
iип-переменная составляющая тока потребления,
Активным сопротивлением шин “земля” пренебрегаем.
В общем случае ток потребления микросхемы резко возрастает в моменты ее переключения(рис.12в).Идеализируя форму переменной составляющей тока потребления(рис.12г),легко рассчитать ЭДС самоиндукции eпом,возникающую в шине “земля” (ШЗ)при изменении тока потребления:
eпом=
eпомi(t)=eпом1+eпом2+ .+eпом(n-1),
где eпомi- ЭДС помехи,возникающей на участке ШЗ,соединяющей i-ю микросхему с (i-1)й микросхемой.
Приближенно |eпом1|= 2DLш
DIип,
|eпом2|= 2DLш
DIип,
|eпом(n-1|= 2DLш
DIип,где t-время переключения.
С учетом этого имеем:
eпом=2DLш DIип[(n-1)+(n-2)+ .+2+1]/t=2DLш DIип×n(n-1)/t.
Задаваясь допустимым значением импульсной помехи на входе элемента из-за помех по цепи питания eпом.доп,нетрудно
рассчитать допустимое значение индуктивности шины питания ШП,следовательно,сформулировать конструктивные требования к цепям питания:
DLш.доп £ eпом.доп t/DIип×n(n-1).
Уменьшение импульсной помехи в цепях питания достигается либо выбором элементов с малыми бросками токов при переключении,либо при заданной системе элементов путем уменьшения индуктивности общей шины питания,что,в свою очередь,может быть достигнуто:
-увеличением числа заземляющих точек,
-применением заземленных медных листов,
-использованием для подвода питания многослойной печатной
платы,
-выбором соответствующей конструции ШП(например,рис.12д),
-применением индивидуальных конденсаторов развязки[9].
Обеспечение помехозащищенности аппаратурных средств вычислительной техники.
1.Уменьшение помех в аппаратуре,собранной на интегральных микросхемах.Для подавления помех,вызванных ударами молнии в силовые линии,переключениями реле,переходными процессами при пуске электродвигателя,электрическими разрядами в аппаратуре или вблизи нее,высокочастотными полями и т.д. необходима тщательная проработка цепей питания, заземления, экранирования, топологии печатных плат с учетом конкретных характеристик интегральных схем.
Необходимо помнить,что ИС ТТЛ-типа,представляющие собой токовые приборы с малым входным сопротивлением,особенно чувствительны к разности потенциалов цепей питания между отдельными ИС,возникающей из-за паразитных токов.
ИС МДП-типа управляются напряжением и имеют высокое входное и малое выходное сопротивление,поэтому они особенно чувствительны к излучаемым помехам.Вторичная чувствительность к паразитным токам возникает в результате помех от соседних проводников,по которым передаются импульсные сигналы.
Линейные ИС имеют высокое входное и малое выходное сопротивления.В отличие от цифровых ИС для линейных ИС не указываются диапазоны напряжений.Шумовые выбросы могут просачиваться в усилитель с высоким коэффициентом усиления по шинам питания.
Реферат опубликован: 25/02/2009