Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987), страница 51

При гсн=Яа компонента Глава б помехи на дальнем конце имеет нулевую амплитуду и отлична от нуля только компонента помехи, пришедшая от ближнего конца линии. Полный импульс помехи является алгебраической суммой обеих компонент. Ситуация, когда )с,».бй (разомкнутая линия), отражена на осциллограмме, показанной на рис. 5.50. Видно, что в обоих случаях импульс перекрестной помехи имеет длительность, равную времени прохождения линии 2т. Импульс помехи, который аулнудуй Фаруууул йутц Взпущууйууи поиеяууи Рис, 5.51. Перекрестные помехи ни ближнем конце.

Обратный ток в линии с помахами обеспечивает алесь нарастающий импульс помехи, который встречаетс» с волновым фронтом вблнэи «анна этой линии. возникает в начале или в конце линии, будет скомпенсирован в зависимости от условий на другом конце линии после того, как волновой фронт пройдет линию до конца и вернется назад. Если мы исследуем более детально передние фронты импульсов на осциллограмме Х2 (рис. 5.50), обнаружим, что импульсы перекрестной помехи сначала следуют за фронтом управляющего сигнала, однако сразу же по окончании последнего они меняют полярность.

Компонента помехи, действующая на ближний конец, достигает дальнего конца чуть раньше, чем там возникает другая компонента помехи. Сказанное указывает на существование разности фаз (различия времен прохождения линии) между компонентой помехи, возникшей в начале линии и достигшей ее конца, и компонентой, возникшей в конце линии в результате разрыва напряжения или тока сигнала, причем вторая компонента в данном случае, очевидно, преобладает. При более тесном расположении прямой и обратной линий емкостная компонента импеданса увеличивается, а индуктивная Рекомендации ао разработке и монтажу логических схем 32 В а- ггг Рнс. 5.52. Перекрестные помехи на дальнем конце.

и — ливи», возмущаемая помехой, разомкнута (а„ж Х ); б — липни, возмущаамая помехой, короткозамкнута (й„=с); а — линия, возмущаемая помехой, нагружена на волновое сопротивление (кейне). уменьшается, в результате чего уменьшается величина Яа и в случае предельно тесного расположения линий сопротивление Яа становится равным омическому сопротивлению линии.

При этом перекрестные помехи исчезают, Как следует из осциллограмм на рис. 5.5О, перекрестные помехи в начале и в конце линии не равны между собой, и это различие необходимо учитывать при разработке соответствующей сигнальной линии связи. Перекрестная помеха на дальнем конце, по крайней мере для разомкнутой линии, увеличивается, если точка А на Глаеа а рис. 5.50 заземлена, а это соответствует случаю, когда линия с помощью передатчика создает в точке А напряжение низкого уровня. Это является подтверждением упомянутого выше факта, что яерекрестная помеха на дальнем конце является алгебраической суммой перекрестных помех, которые возникают в начале и .в конце линии связи. Если мы заземлим начало линии возму,щаемой помехой, т. е.

ликвидируем компоненту перекрестной помехи на ближнем конце, на выходе линии появится только компонента помехи дальнего конца, и одна только эта компонента на выходе разомкнутой линии будет превышать по амплитуде сумму обеих компонент. Относительно перекрестной помехи на ближнем конце можно отметить, что наибольшие трудности возникают в случае двунаправленной связи в одном плоском кабеле, когда передатчики и приемники работают одновременно на разных концах кабеля. При этом передатчик создает помехи на входе приемника в виде интенсивной компоненты перекрестных помех, которая будет тем сильнее, чем более высокоомным будет соответствующий вход приемника.

5.! 7. Основные правила разработки и монтажа цифровых схем В заключение мы можем предложить следующие основные правила разработки и монтажа логических схем, которые неюбходимо тщательно выполнять на практике. 1. В цифровых схемах из всех ТТЛШ-семейств необходимо создавать цепи развязки, включая между выводами +Ув и логической землей каждого 111Р-корпуса дисковые, монолитные или керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкФ.

Для ТТЛ-, маломощных ТТЛШ- и КМОП-схем достаточно использовать один керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ на каждые четыре Р1Р-корпуса. Напряжение питания каждой печатной платы (Еврокарта) дополнительно сглаживается с помощью танталового конденсатора емкостью 10 мкФ. При подключении развязывающих керамических конденсаторов желательно использовать короткие соединения, так как каждый дополнительный сантиметр длины проводника (1 ем=10 мкГн) снижает эффективность развязки в целом. Одновибраторы и триггеры из маломощных и усовершенствованных ТТЛШ-, ТТЛШ- и КМОП- семейств, а также передатчики и приемники, подключаемые к кабельным линиям связи, развязываются с помощью одного конденсатора емкостью 0,1 мкФ на каждый О1Р-корпус.

Рекомендации ко разработке и монтажу логических схем 323' 2. Неиспользуемые входы ТТЛ-схем И-НЕ при положительной логике следует соединять через сопротивление 1 кОм с точкой +Уз. В КМОП-схемах такие входы можно непосредственно соединять с точкой +(7е. Неиспользуемые входы ТТЛ- и КМОП-схем ИЛИ-НЕ прн положительной логике соединяются с логической землей (ннзкнй уровень). 3 Для эффективного подавления перекрестных помех на печатных платах следует использовать сигнальные шины длиной менее 25 см.

Это рекомендуется делать в КМОП-, ТТЛ- и маломощных ТТЛШ-схемах. Расстояние между шинами должно быть не менее ширины шины. Более длинные соединения выполняются с помощью скрученных пар (1 скрутка или 1 оборот. на 1 см). Обратный проводник соединяется с точками логической земли О!Р.корпусов. 4. Рекомендуется всегда связывать одновибраторы с элементами из других логических семейств с помощью буфера или инвертора. Одновибраторы н триггеры не следует соединять непосредственно с логическими схемами, размещенными на других печатных платах. 5. В ТТЛ- и маломощных ТТЛШ-схемах могут возникнуть нежелательные отражения, если длина сигнальной линии превышает 50 см.

Для подавления этих помех следует использовать скрученные пары. В усовершенствованных маломощных ТТЛШ- схемах максимально допустимая длина линии составляет 30 см. 6. Логическая земля на печатной плате должна быть как можно более низкоомной, т. е. для этой цели следует применять короткие широкие шины, которые, где только возможно, соединяются между собой так, чтобы получилась решетчатая структура. Идеальным решением является использование многослойной платы с проводящими слоями, зарезервированными для логической земли и напряжения +Уе.

Чтобы лучше использовать пространство, занимаемое широкими шинами заземления, следует применять составные полосковые шины, монтируя их. либо вертикально, либо горизонтально. Полосковые шины описаны в т. 2 (гл. 1), где также рассмотрены методы осуществления соединений. 7. Логические сигналы на выходах передатчиков нли буферов, нагруженных на длинные сигнальные линии, нельзя отождествлять с исходными сигналами передатчика нлн буфера по таким параметрам, как форма и временные параметры импульса, Форма импульса напряжения может быть искажена за счет отражений, и лишь в согласованной линии связи логические уровни напряжения для состояний 0 и 1 не искажаются.

8. Логические сигналы нельзя передавать через механические переключатели, если переключающие контакты не имеют покрытия из палладия или золота. Не следует также переда- Глава б вать логические сигналы через разъемы и выводы, не покрытые слоем золота ()0,8 мкм золота поверх никелевого слоя толщиной 1,3 мкм).

9. Рекомендуется передавать логические сигналы через разьемы только в виде сигналов низкого уровня. Сигнальные линии связи со стороны приемного конца должны находиться под напряжением высокого уровня, которое обеспечивается с помощью резистора нагрузки, подключенного к точке +Ув (1 кОм л ТТЛ-схемах и !О кОм в КМОП-схемах). ПРИЛОЖЕНИЕ Отечественные аналоги интегральных микросхем, упоминаемых в книге ис АнаЛог ис Аналог БХ7430 Серая БХ74 Серия БХ74!.Б Серия БХ745 БХ7401 К155ЛА2 К!55ЛА2 БМ7433 БХ 7437 БХ 7438 К155ЛА12 К!55ЛА13 КМ!55ЛА13 К155ЛА6 КМ!55ЛА6 КМ155АГЗ БХ7402 БХ7403 БМ7404 БХ7405 БХ7410 БХ7440 БХ7413 6Х7414 БХ7420 КР!006ВИ1 2 Х КР1006ВИ! БХ7422 БХ7426 БХ7427 6М7428 К555ЛЕ7 К555ГГ! К555АГЗ К555ТЛЗ К53!ГГ! К531ЛА16 БМ 75159 БМ75172 5М 75173 БМ75! 74 БХ75175 БМ75! 86 БХ75187 АМ265531 АМ261.532А МС3486 МС3487 Серия К155 Серия К555 Серия К531 К!55ЛА8 КМ155ЛА8 К155ЛЕ! К155ЛА9 К!55ЛН! К155ЛН2 К155ЛА4 КМ155ЛА4 К! 55ТЛ! К155ТЛ2 К155ЛА! КМ155ЛА1 К!55ЛА7 КМ155ЛА7 К155ЛА11 К!55ЛЕ4 К155ЛЕ5 КМ155ЛЕ5 БМ74123 БХ74132 5Х74221 ХЕ555 ХЕ556 9637А 9638 РА9636А РА9637А РА9638 5М75! 51 БХ75153 БХ75158 БХ74СБ260 БМ7455124 БХ74ЕБ!23 БХ7455132 БХ741.5124 БХ74ЕБ!40 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Еврокарта 269 Антизвонные диоды 189 Буквенно-цифровые коды 154 Восьмеричный код !52, !53 Генераторы, управляемые напряженнем (Г«'Н) 232 Двоично-десятичные коды 145 Двоично-пятеричный код 150 Двоичное деление 51 — умножение 48 Двунаправленный ключ 216 Деление без восстановления остатка 51 — с восстановлением остатка 52 Дешифратор двоичного кода 36 Диаграмма состояний 128 — Хаффмена 126 Дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ) 109 Динамическая помехоустойчивость стандартных ТТЛ-схем 282 Диод Шатки 186 Диодная логика 163 Диодно-транзисторная логика (ДТЛ) 164 Дополнения 107 Ждущий мультивибратор 234 Заполняющий код 151 Знаковый бит 42 «Иголки» 307 Избыточные коды 156 Импульсная помеха 259 Иивертор 177 Индикатор полярности 68 ИС НЕ555 241 — 243 Карта Карно 110 — — длв двух переменных 112 — — — пяти переменных 123 — — — трех переменных 114 — — — четырех переменных !16 Каскадный выход 173, 184 Квитирование 140, 141 КМОП-буферы 213 КМОП-инвертор 205 КМОП-схема 205 — И-НЕ 207 — ИЛИ-НЕ 206 Код АЗСП 155 — ВСО !45 — Грея 148 — Морзе 144 — «! из !О» 150 — «с избытком 3» 147 Кодирование информации 144 Коды 144 Компилятор 145 Контрольная цифра 157 Конъюнктивная нормальная форма (КНФ) 110 Короткие замыкания выхода схем 179 Корпус 01Е 17 — ИР 179 Корпусы ИС 255 Коэффициент разветвления по выходу 18, 166, 189, 202 Крнсталлодержатель 258 Логическая земля 259 — схема 6 — функция МОНТАЖНОЕ ИЛИ 183 Логические схемы на МОП-транзисторах 203 Предметиьгд указатель 327 Маломощные ТТЛШ-схемы 196 Метод дополнения 43 — удвоения 40, 41 МЭК 17 Насыщенные логические схемы 161 Неиспользуемые входы 178, 188 Ненасыщенные логические схемы 161 Несимметричная линия связи 298 Несннхронизированный мультивибратор 227 Обратное согласование 280 Одновнбраторы 237 Осцилляции 293 Открытые вхолы 307 Отношения эквивалентности 95 Отраженные сигналы 269 Перекрестные помехи 266, 316, 317 Переполнение регистра 56 Плавающая запятая 53 Плоский кабель 312 — 313 — — экранировке 311 Положительная логика 18 Полное дополнение 43 Полосковые шины 266 Помехоустойчивость 166, 168 — КМОП-схем 208 — ТТЛ-схем 174, 175, 201 Понятие логической функции 19 Поразрядное дополнение 43 Представление двоичного числа 39 — десятичного числа 39 Развязка напряжения питания 262, 263 Развязывающий конденсатор 246— 265 Регистр 30 Резисторно-транзисториая (РТЛ) 161 Сдвигающий регистр 86 Семантические символы 99 Семейства ТТЛ-схем 190 Семейство Н!Н1П.-схем 169 7-сегментный код 151 Серия 7400 171 — — базовая ТТЛ-схема 172 Серия ЭСЛ 10000 224 Таблица истинности 19 Теорема Де Моргана 108 Точность представления чисел 56 Транзистор 158 — Шатки 195 Транзисторно-транзисторная логика (ТТ7!) 171 Трехуровневая логика 183, 185 Триггер 244 — Шмнтта 246, 247 ТТЛ-скелета И-НЕ с каскадным выходом 172 — — — разомкнутым коллектором 170 — ИЛИ-НЕ с каскадным выходом 175 †1 Усовершенствованная ТТЛШ-схема 198 базовая Ферритовая шайба 297 Функции булевой алгебры 101 Функция выборки 34 — И 101 — — таблица истинности 102 Символ для мультивибратора 85 — — схемы И 59 — — — ИЛИ 61 — — — И-НЕ 63 — — — НЕ 62 — — — ИЛИ-НЕ 65 — — триггера Шмитта 85 — — функции И 17 — — — ИЛИ 17 — задержки 82 — отрицания 69 Симметричная линия связи 298 Система представления с плавающей запятой 53 Скрученные пары 267, 281, 285 Согласованная нагрузка 280 Спецификация МЭК 117-15А 75 Стандартные ТТЛ-схемы 180 — схемы в КМОП-логике 212 Схема И 58 — И-ИЛИ-НЕ 177 — ИЛИ 60 — И-НЕ 64 — — с входным триггером Шмитта 249 †2 — — — положительной логикой 98 — ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22 — НЕ 6! 328 Предметный указатель 105 103 106 И-НЕ 29, 105 — таблица истинности ИЛИ 102 — таблица истинности ИЛИ-НЕ 29, 106 — таблица истинности кодирования 34 НЕ 103, 104 Шестнадцатеричный код 152, 154 Шина заземления 263 Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ) 221 ОГЛА ВЛЕНИЕ 1О 10 16 29 Глава 1 1.1.