Меры борьбы с помехами

Для борьбы с внешними помехами используется:

- экранирование;

- фильтрация цепей питания групповыми конденсаторами большой емкости, устанавливаемыми на платах около соединителя. Такие конденсаторы помимо фильтрации дополнительно выполняют роль «аккумуляторов» энергии.

Влияние внешних помех может быть уменьшено выбором элементной базы.

Для уменьшения внутренних помех, вызванных протеканием сквозных токов переключения:

- при разработке ЦФУ в цепи выходных каскадов добавляют небольшие сопротивления, ограничивающие сквозные токи;

- выбор элементной базы;

- используют элементы с управляемой крутизной фронтов;

- применяют развязывающие каскады на выходах ЦФУ, позволяющие уменьшить выходные емкости;

- используют гальваническую развязку (гальваническое разделение цепей), подавляющую прежде всего продольные помехи [8, 9];

- при разработке схем предусматриваются индивидуальные конденсаторы с малой паразитной индуктивностью (как правило, керамические) для фильтрации высокочастотных помех, создаваемых переключающимися элементами.

Кроме фильтрации, такие конденсаторы в промежутках между переключениями элементов заряжаются до уровня напряжения источника питания, а во время переключения элементов разряжаются, отдавая ток переключающимся элементам. Таким образом, индивидуальные конденсаторы также дополнительно выполняют роль «аккумуляторов» энергии.

Конструктивно индивидуальные конденсаторы устанавливаются непосредственно около элементов с большим током потребления или равномерно по плате, выводы конденсаторов возможно меньшей длины подключаются к контактным площадкам, расположенным как можно ближе к выводам питания элементов.

Групповые конденсаторы большой емкости, устанавливаемые на платах около соединителя, помимо фильтрации внешних помех, подавляют периодические колебания напряжения питания, вызванные «бросками» тока при переключении элементов, и обусловленные инерционностью стабилизаторов питания. Если емкость групповых конденсаторов мала, колебания в цепи питания могут быть достаточно длительными, в общем случае могут возникнуть резонансные явления. При достаточной емкости групповых конденсаторов обеспечивается апериодический характер переходных процессов в цепях питания;

- при техническом проектировании шины питания выполняют с малой собственной индуктивностью и с малым омическим сопротивлением (широкие, прямые и при возможности утолщенные).

Уровень внутренних помех может быть уменьшен выбором элементной базы.

Для уменьшения дополнительных внутренних помех, возникающих в электрически коротких соединительных линиях связи, рекомендуется:

- при линиях связи с большой погонной емкостью (печатные проводники, расположенные над плоскостью «общая шина») использовать элементы с малым выходным сопротивлением (ТТЛ- и ЭСЛ-серий);

- при линиях связи с большой погонной индуктивностью (объемный монтаж, выполненный одиночными проводниками) использовать элементы с большим выходным и большим входным сопротивлением (КМДП-серий);

- при использовании элементов КМДП-серий, когда токи в соединительных линиях связи малы, для уменьшения емкостных взаимных помех между линиями связи выполнять их с использованием двусторонних печатных плат с перпендикулярным расположением проводников на их сторонах;

- при использовании элементов ТТЛ-серий, когда токи в соединительных линиях связи значительны, для уменьшения индуктивных взаимных помех между линиями связи выполнять печатный монтаж над плоскостью «общая шина» или применять многослойные печатные платы, в которых сигнальные слои чередуются со слоями «питание» и «общая шина».

Для уменьшения дополнительных внутренних помех, возникающих в электрически длинных соединительных линиях связи, необходимо помимо мер, рекомендуемых для электрически коротких линий связи, использовать однородные линии связи, согласовать их волновые сопротивления с сопротивлением нагрузки.

Более подробно с анализом помех, возникающих при работе ЭС, и мерами борьбы с ними, можно ознакомится в работах [7, 8].