Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987), страница 49

Кроме того, за счет дополнительной емкости снижается резонансная частота соответствующей сигнальной линии, что облегчает ее возбуждение. 5.14. Импульсы помехи Другое явление, с которым мы часто сталкиваемся в логических схемах — это появление остроконечных импульсов помехи («иголок»), возникающих вследствие недостаточной синхронности сигналов при прохождении через схемы.

Происхождение этих импульсов можно пояснить следующим примером. Допустим, что у нас имеется счетчик, который реализует повторяющиеся отсчеты от О до 7 (см. т. 2, гл. 4), Двоичные коды состояний такого восьмеричного счетчика показаны на рис. 5.39'>. и Такой счетчик состоит из последовательно соединенных триггеров в так называемом счетном режиме, когда изменение состояния последующего триггера инициируется каждым вторым импульсом от предыдущего триггера,— Прим. Ред. Глава о Если мы хотим запустить некоторое устройство в тот момент, когда счетчик находится в десятичном состоянии О, то нужно начать с декодирования этого состояния с помощью соответствующего дешифратора.

При этом мы ожидаем, что сигнал запуска появится только в этом состоянии и не появится в любой другой момент счетного цикла. ЛЕСА саст — Трейуемийпаа Иупупьстиеди па— Ю Я т Инпупьс папели,'- ' Рис. 5.39. Лиричные коды состояний восьмеричного счетчика. Выходные циФровые сигналы триггеров АО, А! и Аи несинлронны, т. е. нх переключающее фронты не совпадают. При дешифрации определенного состояния счетчика, в дванов примере десятичного состояния О, этот эффект может привести к тому, что в другнл состояниях счетчика появятся небольшие импульеы помех.

Здесь это происходят в состоянии счетчика «4», В счетчике этого типа при переходе из состояния 3 в состояние 4 на короткое время снова возникает десятичное состояние О, так как сначала триггер Ао возвратится из 1 в О, после чего триггер А! из 1 в О и, наконец, А, будет переведен нз состояния О в состояние 1. В тот момент, когда Ао =А,=О и триггер Ая еще не перешел из О в 1, возникает десятичное состояние О (Аосм А!=А2=0), что приводит к появлению на выходе дешифратора паразитного остроконечного импульса.

Такой импульс обычно настолько короток, что его невозможно увидеть на экране осциллографа, однако он может, например, запустить или сбросить на нуль какой-нибудь триггер. Эти импульсы трудно обнаруживать, так как они настолько коротки, что запускают логические схемы не всякий раз, когда появляются. Рекомендации но разработке и монтажу логических схем 309 5.15. Монтаж в стойках На рис. 5.40 показан образец монтажа сигнальных линий и линий питания ИС.

Гипотетические схемы размещены на пяти печатных платах типа Еврокарта, которые соединяются между собой через разъемы европейского стандарта, размещенные на задней панели. Напряжение питания подается на платы через автономные вертикальные электрические шины (Ме)с(гоп) от центрального блока питания как для аналоговой, так и для цифровой электроники. Этот блок располагается в нижней части стойки и имеет многоточечную систему заземления. Так как земля жестко связана с шиной питания, электрические шины обладают ничтожно малой индуктивностью и не образуют петель, в которых могли бы иметь место наводки.

Каждая плата связана гибкой шиной заземления с рамой стойки. Необходимые сигнальные линии между платами выполнены с помощью скрученных пар из проводников с диаметром жил 0,5 мм. Цифровая электроника управляет работой мощных выходных электронных схем, в состав которых входят мощные транзисторы, симисторы, реле и другие элементы. В этом случае линии управления выполняются также из скрученных пар. Если при использовании скрученных пар возникают сильные перекрестные помехи через шину заземления или же излучательные помехи (внутренние электромагнитные наводки), можно использовать дополнительную экранировку в виде пластмассовой оболочки с внутренним слоем металлической оплетки.

Для этой цели пригодна трубчатая оболочка с застежкой «молния», сквозь которую не нужно протаскивать проводник, так как в исходном состоянии она раскрыта и в нее можно уложить проводники. После их укладки оболочка стягивается в трубку с помощью застежки «молния», для чего используются специальные монтажные щипцы.

Некоторые фирмы-изготовители, например Япрег1!ехй и Ке!кц (ФРГ), заменяют застежку «молнию» двумя полосками пластика с зацепляющимся покрытием на поверхности. После укладки проводников края полосок прижимаются друг к другу и образуют закрытую трубчатую оболочку. Эти оболочки имеют внутри плетеный экран (металлическую сетку) и по ширине пригодны для помещения в них плоского кабеля (рис.

5.41). Этот дополнительный экран следует соединить с обеих сторон с заземленной точкой О1Р-корпуса через отдельный проводник или шину. Последний вариант используется в том случае, когда Р1Р-корпус смонтирован на печатной плате. Экран такого типа не соединяется с общей шиной заземления. Обратный ток течет через экран, а не через шину заземления, даже если шина имеет более низкое омическое сопротивление, чем экран. Как сук Янояагсбая зяекфроника усиление сигналае нкй-ураеня 3лекп(риг.

шина (зсияя) ь((е 3петриг. шина(~ег(кап) Цифрайая злекшранико Яяекпфогескоя шона Ццшра()ая зяекпюанока 3яекп(ригсская шоно Тороса(ар )(ашная лекфронико нащн. шранзисшор Юле 3яскп(рассекая шина(асиля) +()и 3снля— заггнпенис(галуна-кеяфый— — Г0увпа)зексный — Инйяанааа)) Рис. 5.40.

Мои~аж сигнальных линий и линий питания ИС в блоке обработки данных. нсп(огникпишания анаяагайай и дифрайой зяскфраники Нсвагникптпания нищ пои зяскшраноки Игнаясные линии(сьругенные пари) нри нсадкоаи(гася(и иь' -псльзуеп(ся апгпигеская сбязь Рекомендации ао разработке и монтажу логическим екем Он течет через экран за счет нндуктнвностн, так как нз-за связи с сигнальным проводником индуктивность экрана будет малой н ток выбирает именно этот путь.

Экран уменьшает нндуктнвные н емкостные паразнтные связи, поэтому излучение, направленное наружу, будет отсутствовать. Слабым будет к нзлученне внутрь экрана, поэтому прн таком способе осуществления Рис. 6Л1. Экраиироака плоского кабеля. сигнальной связи мы обеспечиваем минимальные вредные последствия от действия помех н нх полей.

Здесь следует также отметить, что экран такого типа нанболее эффективен для защиты от высокочастотных полей. Для защиты от низкочастотных полей следует применять экран нз магнитных материалов. Конструкция кожуха также имеет большое значение для экранировки от нзлучательных помех, направленных наружу нлн внутрь. Помехи могут проникать внутрь кожуха через швы н щелк, поэтому в кожухе необходимо использовать проводящие уплотнения. Этн уплотнения поставляются фирмами-изготовителями н обычно состоят нз гибкой медной сетки, по кромке которой нанесен слой клейкого вещества. Для ВЧ-экраннровкн кожухов изготавливаются также плоские н круглые уплотнения.

На рнс. 5.42 схематически показано, как прнменяются этн уплотнен на. 312 Глава б Если, несмотря на дополнительную экранировку, связь между цифровой электроникой и мощными электронными блоками, реализованная с помощью скрученных пар, ненадежна, можно перейтн на оптическую связь. Этот способ связи эффективен также и в тех случаях, когда по разным причинам требуется разместить цифровую электронику на большом удалении от электрической сети питания. Логическая и аналоговая шины заземления являются также заземлением и для мощных электрон- накладка накладка 1::::::2 ародаалиуий клей УссУ1аалааненое Рис.

5.42. Использование проводяших уплотнений для зашиты систем от вы- сокочастотных помех. ных блоков, соединенных с рамой стойки, на которой предохра- нительное заземление обычно выведено под винт диаметром 3,5 мм. 5.16. Применение плоского кабеля Для передачи одновременно нескольких сигналов между двумя автономными схемами в настоящее время в основном используют плоский (ленточный) кабель. Рассстояние между центрами проводников в нем равно 1,27 мм и этот зазор позволяет закрепить кабель на разъеме с помощью простого прижима.

При этом проводники с изоляцией запрессовываются в У-образные контактные выводыо. Давление этого контакта на проводник достаточно для того, чтобы обеспечить в течение длительного времени надежное соединение. Этот принцип монтажа (рис. 5.43) более подробно рассмотрен в т. 2. При использовании плоского кабеля в линиях связи между цифровыми схемами важно знать, как этот кабель поведет себя по отношению к перекрестным помехам между двумя сигнальными линиями и как следует присоединять этот кабель к передатчику и приемнику, чтобы отражения были минимальными. Важно также знать, каким образом будет искажаться крутизна фронта импульсного сигнала при передаче по такому кабелю.