Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987), страница 48

Помещение согласованной нагрузки в начале линии, конечно, также обеспечивает достижение стационарного уровня напряжения на кон- Глино б пе линии, однако отраженная во датчику и, если передатчик уже пульса, эта волна исказит новый Из приведенных выше осцилл -роче кабель, тем меньше искажае Даже в отсутствие отражений уме раничивает допустимую скорость связи.

На рис. 5.35 и 5.36 приведены .дачи данных от длины кабеля дл аппп у.ьпп уппп ' .г ап упь ай а' а' Скедесяь паеееьги, беег)е лна может вернуться к пере- закончил формирование имуровень напряжения. ограмм следует, что чем котся крутизна фронта сигнала. ньшение крутизны фронта огпередачи данных в линии зависимости скорости перея несимметричной и симметричной линий связи. Была использована линия в виде скрученной пары проводников диаметром жилы 0,5 мм, покрытых полихлорвиниловой изоляцией. Приведенныекривые относятся к линиям связи, изготовленным в соответствии со стандартами )43423 и тс8422.

Зависимости учитывают ослабление высокочастотных компонент импульсных сигналов за счет потерь в линии. При Рис. 6.36. Зависимость скорости передачи данных от длины кабеля для симметричной этом предполагалось сигнальной линии иа скрученного проводни- ослабление не может пре. ка диаметром О,б мм. 1Стандарт Н6422.) вышать 6 дБ на полной длине кабеля. Учитывались потери, связанные с омическим сопротивлением, диэлектрические потери и потери, обусловленные скин-эффектом. Передающие и приемные схемы поставляются разными фирмами-изготовителями (например, Еа!гс)4116 и Техаз 1пз)гнтеп1з).

Передающие схемы допускают работу с линиями передач, которые имеют ка)100 Ом, а также с линиями из скрученных пар проводников с диаметром жил 0,5 мм в полихлорвиниловой изоляции. Сигналы, передаваемые по этим линиям, имеют параметры, определенные в стандартах Ю422 и т45423. Приемники выполнены таким образом, что напряжения сигналов в линии, которые сильно отличаются от нормальных логических уровней напряжения, преобразуются в них так, что параметры сигналов на их выходе становятся совместимыми с ТТЛ- н КМОП-логикой. Если необходимо, в приемнике восстанавливается и форма чмпульса..Как передающие, так и приемные схемы, предназна- Рекомендации ао раарадотке и монтажу логических схем ченные для работы с длинными линиями связи, имеют гораздо более сложную структуру, чем буферы и вентили, которые обычно применяются для передачи сигналов на короткие расстояния.

Параметры выпускаемых промышленностью схем приведены в таблице на рис. 5.37. Крутые фронты сигналов, поступающих из передатчика в линию связи, создают перекрестные помехи в соседних линиях. Если эти фронты не оказывают влияния на допустимые времена нарастания и спада в конце сигнальной линии, в частности вследствие потерь высокочастотных компонент сигнала в процессе передачи, крутизну этих фронтов следует уменьшать непосредственно в начале линии. Это уменьшение успешно осуществляется на практике для длинных сигнальных линий, что позволяет уменьшить емкостные перекрестные помехи в начале линии до допустимой величины. Подавление этих помех имеет большое значение особенно в том случае, когда рядом с передатчиком в начале линии располагается приемник (например, при двунаправленной связи по соседним линиям передачи).

Передатчики изготавливаются таким образом, что включение небольшого конденсатора между двумя выводами ИС может привести к заметному уменьшению крутизны фронта. Кроме того, наличие в конце линии емкостной нагрузки вполне достаточно для подавления всех перекрестных помех. 5.8. Запуск схем пологими фронтами Логические схемы должны запускаться импульсами с достаточно крутыми фронтами. Если крутизна импульса оказывается недостаточной, при прохождении через линейную область усиления в процессе нарастания импульса на его фронте могут возникнуть паразнтные осцилляции, которые могут привести к нежелательным переходам в логических схемах.

Пологий фронт импульса может быть причиной того, что логическая схема вообще не отреагирует на запускающий сигнал. Так в счетчиках, которые управляются импульсами напряжения промышленной сети, из-за этого могут возникнуть трудности. Дело в том, что из сети в схему поступают импульсы с частотой повторения 50 Гц и крутизна фронта этих импульсов может быть недостаточной для запуска счетчика. Для увеличения крутизны импульсов можно использовать дополнительный инвертор или вентиль, включенный между управляющей схемой и цифровым счетчиком, что в большинстве случаев приводит к удовлетворительному решению задачи.

Глава Е Птнондортн ПП ело Проеннок Ркруееннпн ппро Пореооотеок 4РРР УЯРР Сп~анВОртн 4тбФЫ~ Сиру~енине опро Переооотгик Проеннпк уело улв 'Рис. 5.37. Промышленные передатчики и приемники для линий связи из скрученных проводников диаметром 0,5 мм. (Стандарты КЯ422 и к8423.) 5.9. Передача сигналов через разъемы При передаче логических сигналов через разъемы лучше :использовать сигналы низкого уровня.

При размыкании разъема в соответствующей сигнальной линии обычно появляется напряжение высокого уровня. В случае сигналов низкого уровня размыкание разъема не .инициирует никаких процессов, что бывает полезным при проведении испытаний схем, а также исключает возможность того, что после извлечения из гнезда какого-то разъема или печатной .платы произойдет самопроизвольное включение электромоторов, насосов и других исполнительных устройств, которое может привести к аварии. Кроме того, в подобной ситуации неплотный .контакт между элементами разъема также не приведет ни к каким нежелательным последствиям.

Рекомендации ко разработке и монтадку логические скем 305 Приемники Передатчики Четыре ИС в одном норпусе О!Р Две ИС в одном «орпусе О!Р Четыре ИС в одном «орпуее О!Р Две ИС в одном корпусе О!Р ИА9637А раА9636А 5 1>1 75186 31275187 1вА9637 8Х75158 31175179 1аА9638 Продолжение рис. 5.37.

5.10. Соединение выходов схем с землей и питанием При проведении испытаний иногда требуется закорачивать выход схемы на землю, что допускается на короткое время в схемах большинства логических семейств. Запрещено непосредственное соединение выхода схемы с шиной питания. Такое соединение будет означать, что если нижний транзистор в оконечном каскадном выходе отперт, то он и вместе с ним схема выйдут из строя. 5.11. Управление КМОП-схемами от низкоомного генератора На входе КМОП-схем обычно устанавливается диод, ограничивающий входное напряжение уровнем напряжения питания.

Применение такого диода может привести к нежелательным по- 20 — 597 5Ы75! 51 БЫ75153 АМ261.$31 МС3 487 3Х 75172 ЗХ75174 АМ261.332А МС 3486 ЗХ75173 81т175175 АМ26СБЗ2А МС 3486 ЗМ75173 БМ 75175 Глава 8 следствиям, если схема управляется от ннзкоомного генератора импульсов и напряжение питания на схему не подано. В частности, если напряжение питания отсутствует, ограничивающий диод, присоединенный к точке +Ув, будет не заперт.

Через него течет ток, который ограничивается только внутренним сопротивлением генератора импульсов. Если это сопротивление мало, входной ток может быть очень большим и, проходя через ограничивающий диод или внутренние проводники, разрушит соответствующую ИС.

Поэтому рекомендуется с помощью последовательно включенного сопротивления ограничивать входной ток до допустимого предела. 5А2. Соединение источников питания В ряде случаев требуемое напряжение питания обеспечивается двумя источниками питания, включенными последовательно. Такое включение может привести к нежелательным результатам, если один из источников питания выходит из строя. Рис.

5.38. Выход из строя одного из последовательно включенных источников питания. На рис. 5.38 показана такая ситуация. Если нижний источник питания вышел из строя, схема А будет запитана через схему В в обратном направлении, т. е. ее «плюс» становится «минусом», и наоборот, со всеми вытекающими отсюда последствиями. При последовательном включении источников питания из соображений безопасности рекомендуется параллельно выводам этих источников включать диоды, как показано штриховыми линиями на рис.

5.38. Рекомендации ао разработке и монтажу логических схем 5.13. Открытые входы Мы уже говорили выше, что не рекомендуется оставлять неиспользуемые входы в «подвешениом» состоянии. Открытые входы чувствительны к помехам и могут влиять на надежность работы логических схем. В зависимости от функции логической схемы открытый вход необходимо соединять либо с логической землей, либо с напряжением высокого уровня. В КМОП-схемах роль напряжения высокого уровня может выполнять напряжение питания +Ув. Для ТТЛ-схем между точкой +Ув и соответствующим входом необходимо включать резистор с сопротивлением 1 кОм.

В логических схемах с многоэмиттерным входом также требуется использовать последовательно включенное сопротивление. Можно объединить несколько открытых входов и соединить их через одно сопротивление 1 кОм с точкой +Уе. Соединение открытого входа с точкой +Ув само по себе не вызывает возражений, если бы не то обстоятельство, что на шину питания могут наводиться импульсы помех, амплитуда которых превышает напряжение пробоя р — п-переходов, отделяющих схему от подложки, в результате чего схема выходит из строя. Соединение неиспользуемых входов с рабочими входами приводит к тому, что соответствующая сигнальная линия нагружается на ббльшую емкость, в результате чего возрастает вероятность возникновения осцилляций.