Конспект лекций по дисциплине Эксплуатация ЭВМ и систем

Скачать 1.95 Mb.

Название	Конспект лекций по дисциплине Эксплуатация ЭВМ и систем
страница	14/24
Дата публикации	20.08.2013
Размер	1.95 Mb.
Тип	Лекция

100-bal.ru > Информатика > Лекция

1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 ... 24

Искажения в линиях с высокой сосредоточенной емкостью

Рассмотрим вариант линии связи с высокой погонной емкостью относительно общей шины «земля». При этом предполагается, что собственная индуктивность линии связи, а также взаимные индуктивность и емкость связи с другими сигнальными проводниками пренебрежимо малы. В реальной конструкции такой случай может иметь место, например, при применении объемного монтажа одиночными проводниками или печатных проводников, расположенных над заземленной плоскостью.

Если пренебречь активным сопротивлением линии связи, то распределенную погонную емкость линии C_Л можно заменить сосредоточенной емкостью линии C_Л = C_Лl. При этом схему можно представить в виде, удобном для расчета.

Здесь R_ВЫХ – выходное сопротивление передающего элемента; C_ЭКВ = С_ВЫХ + C_Лl + K_НC_ВХ; С_ВЫХ, C_ВХ – соответственно выходная и входная емкости передающего и приемного элементов; K_Н – число приемных элементов; R_ВХ.ЭКВ = R_ВХ / K_Н – входное эквивалентное сопротивление приемных элементов.

Оценки параметров объемного монтажа приведены в таблице:

Тип соединения	Емкость, Ф/м 10^-12
Одиночный проводник	30-50
Экранированный провод	100-200
Витая пара	35-50
Плоский жгут	0,2-33

Погонная емкость печатного монтажа приведена в таблице

Вид	Собственная	Взаимная
Сигнальные проводники с двух сторон,		40-55 *
Удаленные от плоскости «земля» на расстояние не менее 0,02 м	10-15	25-35 **
Сигнальные проводники с одной стороны	45-60 *	35-20*
и плоскость «земля» с другой стороны на расстоянии 1 мм	60-90 **	10-5 **

* при ширине печатных проводников и расстоянии между ними 0,2-0,4 мм;

** при ширине печатных проводников 0,2-0,8 мм и расстоянии между ними 0,8-1,0 мм.

Зависимость напряжения сигнала на приемном конце в операторной форме от параметров выходного сигнала передатчика и расчетной эквивалентной сети имеет вид

Учитывая длительность фронта выходного сигнала передатчика, например принимая, что сигнал u_ВЫХ(t) нарастает по экспоненте с постоянной времени _ВЫХ, т.е. u_ВЫХ(t) = U_Л[1 - exp(-t / _ВЫХ)], т.е. изображение выходного сигнала передатчика равно

,

получим изображение входного сигнала в виде:

где

.

Переходя к оригиналу, определим

Очевидно, что задержка, вносимая линией связи, будет равна времени, за которое входное напряжение достигнет порогового уровня приемного логического элемента.

Приравнивая u_ВХ(t) в момент времени t = t_ЗД пороговому напряжению U_ПОР логического элемента, одним из численных методов можно вычислить задержку сигнала t_ЗД , вносимую линией связи.

Проанализируем в общем виде форму напряжения на нагрузке, когда _ВЫХ  0. В этом случае

Осциллограммы напряжений на концах линии связи будут иметь вид

Приравнивая u_ВХ(t) в момент времени t = t_ЗД пороговому напряжению логического элемента U_ПОР , получим

На практике логические элементы обычно имеют

и U_ПОР = 0,5U_Л. С учетом этих допущений получим оценочную формулу

(1)

Из приведенного анализа следует, что в случае электрически короткой линии связи с большой погонной емкостью необходимо уменьшить погонную паразитную емкость и иметь малым одно из эквивалентных сопротивлений: R_ВХ.ЭКВ или R_ВЫХ. На практике обычно мало R_ВЫХ (применение эмиттерных повторителей в схемах ТТЛ- и ЭСЛ-типа).

Помехи в линиях связи с большой погонной индуктивностью
Рассмотрим вариант линии связи с большой погонной индуктивностью проводника. При этом предполагается, что емкость проводника относительно общей шины «земля», а также взаимные индуктивность и емкость связи с другими сигнальными проводниками пренебрежимо малы. В реальной конструкции это соответствует случаю выполнения объемного монтажа одиночными проводниками

Если считать, что выходная емкость передающего элемента и входные емкости приемных элементов пренебрежимо малы, эту схему можно преобразовать в эквивалентную, удобную для расчета задержки, вносимой линией связи.

Здесь R_ВЫХ – выходное эквивалентное сопротивление передающего элемента, R_ВХ.ЭКВ = R_ВХ / K_Н – входное эквивалентное сопротивление приемных элементов; L_Л – индуктивность проводника линии связи.

В реальных конструкциях в качестве оценочного значения можно принимать удельную индуктивность проводника на единицу длины равной 8-10 нГн/см.

Зависимость напряжения на приемном конце линии связи в операторной форме от параметров выходного сигнала может быть представлена в виде

Учитывая конечность фронта выходного сигнала передатчика, например, считая, что выходной сигнал передатчика изменяется экспоненциально, т.е.

получим

где

Следовательно,

Приравнивая значение u_ВХ(t) при t = t_ЗД значению порогового напряжения U_ПОР логического элемента, одним из численных методов можно вычислить задержку сигнала t_ЗД.

Если рассматривать случай, когда _ВЫХ  0, напряжение на входе приемника будет определяться выражением

При этом осциллограммы напряжений будут иметь вид

Очевидно, что задержка, вносимая линией связи, будет равна времени, за которое входное напряжение достигнет порогового значения U_ПОР приемного логического элемента. Таким образом, время задержки равно

Аналогично ранее рассмотренному случаю линий с высокой погонной емкостью можно утверждать, что на практике логические элементы имеют R_ВХ >> R_ВЫХ и U_ПОР = 0,5U_Л. Это позволяет упростить найденную формулу до соотношения вида

(2)

Как следует из последней формулы, для уменьшения задержек сигналов в электрически коротких линиях связи с высокой погонной индуктивностью необходимо предусматривать конструктивные меры по уменьшению паразитной индуктивности линии и использовать логические элементы с большим входным сопротивлением.

1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 ... 24

Похожие:

	Конспект лекций по курсу "Микропроцессоры и микро-эвм в Персональной... Целью настоящего курса является дать понятие о микропроцессорах и однокристальных микро-эвм, области их применения, дать основы функционирования...		Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов...
	Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов...		Архитектура ЭВМ и систем конспект лекций Обучающие: Учить детей понимать эмоциональное состояние героев постановки, придавать физическим действиям куклы максимум выразительности...
	Конспект лекций по дисциплине: теория систем и системный анализ санкт-Петербург... Выбор показателя эффективности, математическая постановка задачи		Программа учебной дисциплины «эвм и периферийные устройства» Эвм, систем и их периферийных устройств, теоретических основ и практических навыков их анализа, проектирования и исследования, взаимодействия...
	Рабочая программа учебной дисциплины ЭВМ и периферийные устройства Эвм, систем и их периферийных устройств, теоретических основ и практических навыков их анализа, проектирования и исследования, взаимодействия...		Методические рекомендации по освоению учебной дисциплины «организация... М является усвоение базовых знаний о принципах организации современных ЭВМ и систем, на основе которых студенты могли бы самостоятельно...
	Рефератов по дисциплине «Организация ЭВМ и систем» Сравнительный анализ процессоров мобильных устройств и встраиваемых систем (Intel Atom, pxa, armx)		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Методические указания предназначены для студентов специальностей ”эвм и системы“, “Автоматизированные системы обработки информации...
	Конспект лекций по дисциплине: «Операционные системы и среды» «Системы баз данных», «Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем», «Микропроцессоры и микропроцессорные системы»,...		Программа учебной дисциплины «эксплуатация систем электроснабжения» Целью изучения дисциплины «Эксплуатация систем электроснабжения» является формирование у студентов профессиональных навыков по использованию...
	Рабочая программа учебной дисциплинЫ «монтаж и эксплуатация оборудования... Целью освоения дисциплины «Монтаж и эксплуатация оборудования систем электроснабжения» является получение студентами базовых знаний...		Учебной дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» предназначена... Учебная дисциплина «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» является общепрофессиональной дисциплиной, формирующей базовый уровень...
	«архитектура ЭВМ и систем» Новосибирск сгга содержание Эвм различных классов; параллельные системы понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах; матричные и ассоциативные...		Конспект лекций по учебной дисциплине «Правоведение»: учебное пособие.... «Геоэкология», 020501 «Картография», 120202 «Аэрофотогеодезия», 080500 «Менеджмент», 080507 «Менеджмент организации», 170101 «Испытание...

Школьные материалы