21129

Воздействия электрического характера

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

При реализации устройства возникают паразитные связи помехи. Паразитные связи являются следствием неидеальности реализации электрической схемы поэтому значения наводок определяются конструкцией изделия табл. Классификация паразитных связей в каналах передачи информации Причины помех Источники помех внутренние внешние Включение напряжения помехи в канале связи последовательное последовательное последовательное и параллельное Физические причины паразитной связи Неидеальность элементов в канале связи Неидеальность токопроводящих цепей...

Русский

2013-08-02

48 KB

7 чел.

Воздействия электрического характера.

Конструктор получает электрическую схему и техническое задание, в котором указаны особенности работы разрабатываемого изделия, уровни полезных сигналов, допустимые уровни помех, предполагаемые источники и приемники наводок. При создании электрической схемы уже были решены задачи выбора элементной базы, частично решены вопросы унификации и стандартизации, определены электрические характеристики разрабатываемого изделия (вид входной и выходной информации, погрешность, энергоемкость и т.д.), проведена разбивка на блоки. Осталось соединить все элементы, как показано на схеме, и изделие должно работать.

Однако точно рассчитанная по всем параметрам (в том числе и на устойчивость) схема решительно отказывается работать. Появляются сбои и ложные срабатывания в цифровых устройствах, нестабильность усиления, частотных и фазовых характеристик (в аналоговых устройствах). Усилители превращаются в генераторы, а если генераторы и выдают требуемые сигналы, то их сигналы оказываются в таких точках схемы, в которых их присутствие не желательно. При реализации устройства возникают паразитные связи, помехи.

Паразитная связь – это не предусмотренная электрической схемой и конструкцией связь, между элементами устройства или устройством и внешней средой, приводящая к появлению помех. Помехи – электрические сигналы, не предусмотренные электрической схемой изделия. Помехи делят на шумы и наводки. Наводки – это помехи, возникающие вследствие появления паразитных связей. Шумы – это электрические сигналы, возникающие в электронных приборах, не зависимо от наличия внешних связей и сигналов.

Паразитные связи являются следствием неидеальности реализации электрической схемы, поэтому значения наводок определяются конструкцией изделия (табл.4.1). Шумы являются следствием неидеальности характеристик электронных приборов, резисторов и конденсаторов.

4.1. Классификация паразитных связей в каналах передачи информации

Причины помех

Источники помех

внутренние

внешние

Включение напряжения, помехи в канале связи

последовательное

последовательное

последовательное и параллельное

Физические причины паразитной связи

Неидеальность элементов в канале связи

Неидеальность токопроводящих цепей

Электрические и магнитные поля

Конструктивные причины появления паразитной связи

Наличие контактных соединений

Наличие общего провода

Емкостные и индуктивные паразитные связи

В процессе теплового движения электронов в проводнике происходят случайные изменения их концентрации в разных областях проводника, в результате на концах проводника возникает разность потенциалов, значение которой беспорядочно флуктуирует.

В пленочных и матричных резисторах типов МЛТ, С2-8, С2-23, С2-36, токопроводящий слой которых имеет зернистую структуру, возникают дополнительные шумы, обусловленные флуктуациями проводимости.

В полупроводниковых приборах кроме тепловых шумов возникают дробовые и мерцательные шумы. Дробовые шумы, имеющие постоянную амплитуду во всей полосе частот, возникают вследствие неупорядоченной диффузии неосновных носителей, а также рекомбинации и генерации электронно-лучевых пар. Мерцательные шумы (шумы вида 1/f) возрастают с понижением частоты. Причины возникновения мерцательных шумов многочисленны и многообразны, но в основе их возникновения лежат медленные флуктуации зарядов и их перераспределение по объему полупроводника. Значения тепловых, дробовых и мерцательных шумов полупроводниковых приборов определяется полосой рабочих частот и режимов работы, и зависят от конструкции устройства, в котором они применяются.

Паразитные элементы – это не предусмотренные электрической схемой элементы, появившиеся в результате неидеальной практической реализации электрической схемы. Паразитные элементы возникают вследствие невозможности создания проводников и линий связи, не обладающих сопротивлением, индуктивностью и емкостью, и невозможности создания элементов схемы, обладающих только одним параметром: R, L, и C.

В реальной конструкции любой элемент обладает всеми тремя параметрами одновременно.

Причины возникновения помех.

Помехи в цепях связи и сигнальных цепях могут быть оценены в процессе проектирования. Особенностью этого вида помех является малая длительность и большая интенсивность.

Остальные причины, вызывающие искажения сигналов при прохождении их по цепям ВТ, следующие:

  1.  отражения от несогласованных нагрузок и от различных неоднородностей в линиях связи;
  2.  затухание сигналов при прохождении их по цепям последовательно соединенных элементов;
  3.  ухудшение фронтов и задержки, возникающие при включении нагрузок с реактивными составляющими;
  4.  задержки в линии, вызванные конечной скоростью распространения сигнала;
  5.  перекрестные помехи;
  6.  паразитные связи между элементами цепи питания и заземления;
  7.  наводки от внешних электромагнитных полей.

4.4.2. Электрические связи между элементами в ВТ.

Связи между элементами в ВТ выполняются различными способами в виде печатных и навесных проводников. При группировке элементов по узлам образуются связи, которые делятся на электрически «короткие» и «длинные».

Короткие – линии связи, время распространения сигнала в которых много меньше значение переднего фронта, передаваемого по линии импульса (в пределах ячеек и модулей). Сигнал, отраженный от несогласованных нагрузок в этой линии связи, достигает источника раньше, чем успеет существенно изменится входной импульс. Свойство такой линии описываются сосредоточенными сопротивлениями, емкостью и индуктивностью.

Длинная линия связи характеризуется временем распространения сигнала, которое много больше фронта импульса (соединение внутри субблоков, блоков, панелей, внутристоечные, межотсечные для ВТ). В этой линии отраженной от конца линии сигнал приходит к ее началу после окончания фронта импульса и искажает ее форму. При расчете такие линии следует рассматривать как линии с распределенными параметрами. Количество длинных линий имеет тенденцию к росту.

Помехи при соединении элементов ВТ короткими связями.

При анализе процессов в коротких линиях связи составляют эквивалентную схему, содержащую сосредоточенные индуктивность и емкость. Исходя из предположения преобладания того или иного параметра, рассмотрим влияние каждого в отдельности на передачу сигнала. Индуктивный характер сигнальной линии связи рассчитывается по эквивалентной схеме. При подаче на вход схемы ступеньки напряжения с амплитудой UВЫХ1. 

При этом напряжение на входе второго элемента

Так как в микроэлектронных элементах обычно Rвых<< Rвх, то

 В общем случае в цепи приемника наводки возникают как емкостная, так и индуктивная помехи. При этом емкостная наводка изменяет потенциал всей линии связи, а индуктивная создает разность потенциалов между входом и выходом линии. Прямой способ нахождения суммарной помехи сложен. Достаточно хорошее приближенное решение может быть найдено путем нахождения допустимой длины линии связи для емкостной lc и индуктивной lм составляющей помехи. Полагая, что амплитуда помехи пропорциональна длине провода, можно определить допустимую длину общего участка двух сигнальных цепей по формуле

L =lc lм / (lc + lм).

Методы снижения паразитных связей.

Для снижения наводок необходимо устранять или ослаблять до допустимых значений паразитные связи. В первую очередь ослабление паразитных связей должно производиться прямым уменьшением Спар, Lпар, Мпар и Zобщ. Способы уменьшения паразитных связей в принципе несложны:

- размещения вероятных источников и приемников наводок на максимально возможном расстоянии друг от друга;  

- уменьшение габаритов токонесущих элементов, обеспечивающих минимум паразитной связи ( для получения минимальной взаимной индуктивности катушек индуктивности их оси должны быть взаимно перпендикулярны);

- сведение к минимуму общих сопротивлений;

- изъятие посторонних проводов, проходящих через несколько узлов или блоков, которые могут связать элементы, расположенные достаточно далеко друг от друга;

- при невозможности исключения посторонних проводов, создающих паразитную связь, необходимо позаботиться о том, чтобы при емкостной паразитной связи сопротивление постороннего провода относительно корпуса было минимальным, при индуктивной паразитной связи необходимо увеличивать внутреннее сопротивление посторонней линии связи, в последнюю очередь установить экраны и развязывающие фильтры. Экранирование – это локализация электромагнитной энергии в пределах определенного пространства путем преграждения ее распространения. Развязывающий фильтр – это устройство, ограничивающее распространение помехи по проводам, являющимся общими для источника и приемника наводки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11782. Работа со стандартными программами в операционной системе Windows’2000/2003, XP 55.5 KB
  Лабораторная работа № 2 Тема: Работа со стандартными программами в операционной системе Windows2000/2003 XP. Цель работы: Получить практические навыки работы со стандартными программами Windows2000/2003 XP. Содержание работы: Освоение основных приемов работы со стандартными...
11783. Работа с сервисными программами в операционной системе Windows’2000/2003 1.69 MB
  Лабораторная работа № 3. Тема: Работа с сервисными программами в операционной системе Windows2000/2003. Цель работы: Получить практические навыки работы с дискетами и сервисными программами Windows2000/2003. Содержание работы: Освоение основных приемов ра...
11784. Манипулирование файлами в Windows 95/98/2000/ХР. 55 KB
  Лабораторная работа № 0. Часть № 1. Манипулирование файлами в Windows 95/98/2000/ХР. ПРИМЕЧАНИЕ. На эту лабораторную работу надо принести дискету отформатированную чистую. Работать только с теми файлами которые вы скопировали чтобы ничего не испортить...
11785. Изучение основных правил работы в интерактивном режиме системы MatLab 45.5 KB
  Лабораторная работа №7 Изучение основных правил работы в интерактивном режиме системы MatLab. MatLab одна из популярных и тщательно проработанных систем автоматизации математических расчетов. Этот пакет широко используется во всем мире при решении задач связанных с...
11786. Программирование в MatLab и табулирование функций 120 KB
  Лабораторная работа №7 Программирование в MatLab и табулирование функций Цель работы Дальнейшее изучение прикладного пакета и освоение основных элементов программирования. Порядок выполнения лабораторной работы Создать 2 отдельных Мфайла содержащих каждый ...
11787. Анализ рынков с помощью ресурсов Интернета 216.5 KB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Анализ рынков с помощью ресурсов Интернета Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.65 Прикладна...
11788. Работа с сервисами в Интернете 304 KB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Работа с сервисами в Интернете Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.65 Прикладная информатика
11789. Работа со специализированными базами данных в Интернете 732.5 KB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Работа со специализированными базами данных в Интернете Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.6...
11790. Средства поиска информации в Интернете 907 KB
  Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Средства поиска информации в Интернете Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.65 Прикладная инфо