Конспект лекций по дисциплине Эксплуатация ЭВМ и систем

Скачать 1.95 Mb.

Название	Конспект лекций по дисциплине Эксплуатация ЭВМ и систем
страница	15/24
Дата публикации	20.08.2013
Размер	1.95 Mb.
Тип	Лекция

100-bal.ru > Информатика > Лекция

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 24

Методы борьбы с искажениями в линиях с сосредоточенными параметрами

Анализ соотношений (1) и (2) показывает, что с целью уменьшения задержек сигналов, вносимых линиями связи, необходимо использовать логические элементы с малым выходным R_ВЫХ и большим входным R_ВХ сопротивлениями. Элементы КМДП-типа имеют относительно большое выходное сопротивление R_ВЫХ = 0,5-2 КОм, поэтому при их использовании необходимо применять варианты линий связи с малыми значениями удельной собственной емкости, например объемные и печатные проводники, удаленные от заземленной плоскости.

Поскольку логические элементы ТТЛ-типа имеют относительно малое входное сопротивление R_ВХ = 4-40 КОм, то при их использовании необходимо применять варианты линий связи с малыми собственными индуктивностями, например, монтаж объемными и печатными проводниками над заземленной плоскостью, симметричные и несимметричные микрополосковые линии связи в многослойных печатных платах.

Лекция 16

Наводки в линиях с сосредоточенными параметрами

План лекции

Наводки в линиях с высокой взаимной емкостью
Наводки в линиях с высокой взаимной индуктивностью
Методы борьбы с наводками в линиях с сосредоточенными параметрами

Наводки в линиях с высокой взаимной емкостью

При передаче сигналов по электрически коротким линиям связи возможно взаимное искажение сигналов, что приводит к ложным срабатываниям логических элементов в реальной конструкции ЭВМ.

Рассмотрим упрощенную модель подобной электрической цепи, состоящую их «активной» линии 1 - 1, в которой в исследуемый момент времени происходит передача фронта сигнала, и «пассивной» линии 2 - 2. Между этими линиями существует достаточно большая взаимная емкость. Входное напряжение в пассивной цепи – это напряжение помехи:

U_вх2 = u_пом(t).

Также предполагается, что собственная индуктивность и емкость относительно «земли» обеих линий, а также взаимная индуктивность пренебрежимо малы. В этом случае эквивалентная схема имеет вид:

Эквивалентная емкость связи С_св = С_Лвз’*l.
Заменим элементы расчетной «активной» линии эквивалентным генератором напряжения

;

а элементы «пассивной» линии – эквивалентным сопротивлением нагрузки

При этом эквивалентная схема принимает вид

Очевидно, что напряжение

в операторной форме имеет вид:

где C_СВ – взаимная емкость связи.

В простейшем случае анализ этого выражения проводится со следующими допущениями:

1) Z_ВХ1 = R_ВХ1; 2) Z_ВЫХ1 = R_ВЫХ1 = 0; 3) На входе активной линии действует идеальный прямоугольный импульс, т.е.

Тогда

где Z_Н.ЭКВ = R_Н.ЭКВ || C_Н.ЭКВ. В свою очередь,

,

где К –коэффициент разветвления на приемном конце пассивной линии;

(Здесь C_Л – емкость «пассивной» линии связи относительно «земли»; C_ВЫХ и C_ВХ – соответственно выходная и входная емкости элемента.

Можно показать, что напряжение помехи определяется выражением

При этом осциллограммы напряжений в «активной» и в «пассивной» линиях, в случаях, когда C_Н.ЭКВ = 0 и когда C_Н.ЭКВ  0 имеют вид

Из рисунка следует, что если C_СВ >> C_Н.ЭКВ, то импульс помехи имеет амплитуду U_Л и характеризуется постоянной времени C_СВR_Н.ЭКВ, если же C_СВ << C_Н.ЭКВ, то амплитуда помехи уменьшается, а длительность ее увеличивается.

Увеличение емкости проводников относительно «земли» (введение заземленной плоскости) целесообразно с точки зрения уменьшения взаимного емкостного влияния. Однако такие меры приемлемы, если логические элементы имеют малое выходное сопротивление, т.е. если они хорошо работают на емкостную нагрузку. В случае использования логических элементов с большим выходным сопротивлением (КМОП) может недопустимо возрасти задержка по линии связи.

Наводки в линиях с высокой взаимной индуктивностью
Если взаимная емкостная связь невелика, а взаимная индуктивная связь между «активной» и «пассивной» линиями наоборот существенна, то эквивалентная расчетная схема имеет следующий вид

Для определения величины импульса помехи на входе нагрузки «пассивной» линии при передаче фронта напряжения в «активной» линии можно воспользоваться системой уравнений Кирхгофа:

Отсюда

Дальнейший анализ в общем виде затруднителен и может быть произведен лишь для конкретных значений параметров схемы замещения.

В частном случае, когда L₁ = L₂ = L и M₁₂= M₂₁ = M и когда можно пренебречь емкостной составляющей входного и выходного сопротивления «активной» и «пассивной» линий, т.е. когда

можно показать, что

,

где

.

Переходя к оригиналу, получим:

Анализируя последнее выражение для случая, когда L+M >> L–M, можно построить осциллограмму тока помехи в «пассивной» линии:

При этом импульсный ток помехи, протекая по сопротивлению R/2 «пассивной» линии, будет вызывать в ней напряжение помехи, которое приводит к ложным срабатываниям логических элементов.

На практике в качестве конструктивного критерия, обеспечивающего помехоустойчивость, используется предельная длина линий связи. При этом используют понятие порогового заряда. Пороговый заряд – это заряд, который должен быть перекачен из активной в пассивную цепь, чтобы обеспечить срабатывание элемента. Заряд помехи Q_помбудет определяться:

_{Он не должен превышать некоторого порогового значения}_Q_пор.

Экспериментально снятая зависимость амплитуды помехи от длительности, необходимая для переключения триггера имеет вид:

В соответствии с этим критерием оценивают критическую длину линии связи (при емкостной связи проводников):

где t_нар – время нарастания фронта,

_C_св_’ -удельная величина емкостной связи.

t_зад – среднее время задержки распространения фронта,

ΔU_л - логический перепад напряжения.

Заряд Q_пор зависит от типа и мощности нагрузки и рассчитывается особо в каждом отдельном случае;

Для случая индуктивной связи:

- напряжение срабатывания элемента;

R - суммарное сопротивление входного и выходного элементов;

_’ - удельная взаимная индуктивность.

Приведем также формулы для расчета взаимного влияния пары проводников.

[пФ];

_{ε - диэлектрическая проницаемость среды;}

[нГн];

- волновое сопротивление проводника [Ом].

1 ... 11 12 13 14 15 16 17 18 ... 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