Шумы - электроника - реферат

Содержание.

-Введение

-Шумы усилителей

происхождение и виды шумов

-Помехи:экранирование и заземление

1.Помехи

2.Сигнальное заземление

3.Межприборное заземление

-Методы сужения полосы пропускания

-Классификация помех в устройствах ЭВМ

1.Полосы связи

2.Виды помех

-Помехи в цепях питания и меры по их уменьшению

1.Проявление помех в цепях питания

2.Статические помехи

3.Импульсные помехи

-Обеспечение помехозащищенности аппаратурных средств вычислительной техники

уменьшение помех в аппаратуре,собранной Шумы - электроника - реферат на интегральных

микросхемах

-Заключение

-Литература.

Введение.

Практически в хоть какой области измерений значение максимально различимого слабенького сигнала определяется шумом-мешающим сигналом,который забивает нужный сигнал.Даже если измеряемая величина и не мала,шум понижает точность измерения.Некие виды шума неискоренимы принципно

(к примеру,флуктуации измеряемой величины),и с ними Шумы - электроника - реферат нужно биться только способами усреднения сигнала и сужения полосы[1] . Другие виды шума(к примеру,помехи на радиочастоте и “петли заземления”)можно уменьшить либо исключить при помощи различных приемов,включая фильтрацию,также тщательное продумывание расположения проводов и частей схем.И, в конце концов,существует шум,возникающий в процессе усиления,и его можно Шумы - электроника - реферат уменьшить применением малошумящих усилителей.

Мы начнем с разговора об источниках происхождения и свойствах разных видов шумов,от которых мучаются электрические схемы.После лаконичного рассмотрения шумов дифференциального усилителя и усилителя с оборотной связью перейдем к вопросам соответствующего заземления и экранирования, также исключению помех и наводок.Для примеров избран Шумы - электроника - реферат усилитель,т.к.он один из главных частей,нередко входящих в разные устройства.

Не считая того,в данной работе приведена систематизация помех в устройствах ЭВМ,а в качестве определенных примеров рассмотрены помехи в цепях питания и меры по их уменьшению,также советы по обеспечению помехозащищенности аппаратурных средств вычислительной техники.


Шумы усилителей Шумы - электроника - реферат.

1.Происхождение и виды шумов.

Термин “шум” применяется ко всему,что маскирует нужный сигнал,потому шумом возможно окажется какой-либо другой сигнал(“помеха”);но в большинстве случаев этот термин значит “случайный” шум физической(в большинстве случаев термический)природы.Шум характеризуется своим частотным диапазоном,рассредотачиванием амплитуды и источником(происхождением).Разглядим Шумы - электроника - реферат главные виды шумов.

“Джонсоновский шум”. Хоть какой резистор на плате генерирует на собственных выводах некое напряжение шума,известное как “шум Джонсона”(термический шум).У него горизонтальный частотный диапазон,т.е. однообразная мощность шума на всех частотах(до некого предела).Шум с горизонтальным диапазоном именуют “белоснежным шумом”.Реальное напряжение шума в незамкнутой Шумы - электроника - реферат цепи, порожленное сопротивлением R,находящимся при температуре T, выражается формулой

где k-постоянная Больцмана,

T-абсолютная температура в Кельвинах,

B-полоса частот в герцах.

Таким макаром Uш.эфф. это то,что получится на входе совсем бесшумного фильтра с полосой пропускания B,если подать на его вход Шумы - электроника - реферат напряжение,порожденное резистором при температуре T

При комнатной температуре(293 К)

(Гц×Ом),

В/Гц =1,27× В/Гц мкв/Гц.

Шум Джонсона устанавливает нижнюю границу напряжения шумов хоть какого сенсора,источника сигнала либо усилителя,имеющего резистивные элементы.Активная составляющая полного сопротивления источника порождает шум Джонсона;так же действуют резисторы цепей смещения и нагрузки Шумы - электроника - реферат усилителя.

Дробовой шум. Электронный ток представляет собой движение дискретных зарядов,а не плавненько непрерывное течение. Конечность(квантованность)заряда приводит к статическим флуктуациям тока.Если заряды действуют независимо друг от друга,то флуктуирующий ток определяется формулой:

Iш.эфф.=Iш.R=Ö2qIпостB,где

q-заряд электрона( Кл),

Iпост-постоянная составляющая(“установившееся“ значение тока),а Шумы - электроника - реферат B-ширина полосы частот измерения.

Приведенная формула выведена в предположении,что создающие ток носители заряда действуют независимо друг от друга.

Это справедливо,когда заряды преодолевают некий барьер,как,к примеру,в случае тока через диодный переход,где заряды передвигаются за счет диффузии,но это не так,когда мы Шумы - электроника - реферат имеем дело с металлическими проводниками,где меж носителями заряда существует тесноватая корреляция.Таким макаром,ток в обычной резистивной схеме имеет намного наименьшую шумовую составляющую,чем это указывает формула для дробового шума.

Шум 1/f (фликкер-шум). Дробовой и термический шумы-неуменьшаемые виды шума,возникающие в согласовании с законами физики Шумы - электроника - реферат. Самый дорогой и кропотливо сделанный резистор имеет тот же термический шум,что и дешевенький углеродный резистор с этим же сопротивлением.Реальные устройства,не считая того,имеют разные источники “лишних шумов”.Реальные резисторы подвержены флуктуациям сопротивления,которые порождают дополнительное напряжение шума,пропорциональное протекающему через резистор неизменному току.Этот шум находится Шумы - электроника - реферат в зависимости от многих причин,связанных с конструкцией определенного резистора, включая резистивный материал и в особенности концевые соединения.

Этот шум имеет диапазон,приблизительно описываемый зависимостью 1/f(неизменная мощность на декаду частоты) и время от времени именуется “розовым шумом”.

Помехи:экранирование и заземление.

1.Помехи. Как уже говорилось,одной из Шумы - электроника - реферат форм шумов являются мешающие сигналы либо паразитные наводки.Шум в виде сигналов, приходящих по связям с источником питания и путям заземления,на практике может иметь более принципиальное значение,чем рассматриваемый ранее внутренний шум.К примеру,наводка от сети 50Гц имеет диапазон в виде пика(либо ряда пиков)и относительно Шумы - электроника - реферат постоянную амплитуду,а шум зажигания автомобиля,шум грозовых разрядов и другие шумы импульсных источников имеют широкий диапазон и всплески амплитуды.Другим источником помех являются радио- и телепередающие станции,окружающее электрическое оборудование и т.п.Время от времени от многих из этих источников шума можно отвертеться методом кропотливого экранирования и фильтрации.

Сигнал Шумы - электроника - реферат помехи может попасть в электрический прибор по входам линий питания либо по линиям ввода и вывода сигнала.Помехи могут попасть в схему и через емкостную связь с проводами(электростатическая связь-наиболее суровый эффект для точек схемы с огромным полным сопротивлением)либо через магнитную связь с замкнутыми контурами Шумы - электроника - реферат снутри схемы(независимо от уровня полного сопротивления),либо электрическую связь с проводами,работающими как маленькие антенны для электрических волн.Хоть какой из этих устройств может передавать сигнал из одной части схемы в другую.И в конце концов,токи сигнадла в одной части могут оказывать влияние на другую часть схемы при падении Шумы - электроника - реферат напряжения на путях заземления и линиях питания.

Исключение помех. Для решения этих нередко встречающихся вопросов борьбы с помехами выдумано много действенных приемов,но они все ориентированы на уменьшение сигнала(либо сигналов)помехи,изредка когда помеха уничтожается совершенно.Потому имеет смысл повысить уровень сигнала просто для роста дела сигнал Шумы - электроника - реферат/шум.Огромное значение также имеют и наружные условия:прибор,безукоризнено работающий на щите,может работать с большими помехами в месте,для него не предназначенном.Перечислим некие наружные условия,которых следует избегать:

-соседство радио- и телестанций(РЧ-помехи),

- соседство линий метро(импульсные помехи и “мусор” в

полосы питания),

-близость высоковольтных линий Шумы - электроника - реферат(радиопомехи,шипение),

-близость лифтов и электромоторов(всплески в полосы

питания),

-здания с регуляторами освещения и отопления(всплески в

полосы питания),

-близость оборудования с большенными трансформаторами

магнитные наводки),

-особенно близость электросварочных аппаратов(наводки всех

видов несусветной силы).

Разглядим более общие приемы при борьбе с помехами.

Сигналы,связанные через входы,выходы и Шумы - электроника - реферат полосы питания. В борьбе с шумами,идущими по полосы питания,идеальнее всего сочетать линейные РЧ-фильтры и подавители переходных процессов в полосы переменного тока.Этим методом можно достигнуть ослаблени помех на 60 дБ при частотах до нескольких сот килогерц,также действенного угнетения повреждающих всплесков.

С входами и выходами дело труднее Шумы - электроника - реферат из-за уровней полного сопротивления и из-за того,что нужно обеспечить пррохождение нужных сигналов,которые могут иметь тот же частотный спектр,что и помехи.В устройствах типа усилителей звуковых частот можно использовать фильтры нижних частот на входе и на выходе (многие помехи от близкорасположенных радиостанций попадают в Шумы - электроника - реферат схему через провода громкоговорителя,выполняющего роль антенн).В других ситуациях нужны,обычно,экраниррованные провода.Провода с сигналами малого уровня,а именно при высочайшем уровне полного сопротивления, всегда необходимо экранировать.То же относится к наружному корпусу прибора.

Емкостная связь. Снутри прибора сигналы могут отлично проходить везде методом электростатической связи:в какой Шумы - электроника - реферат-либо точке в приборе происходит скачок сигнала 10В и на расположенном рядом входе с огромным полным сопротивлением произойдет тот же скачок.Что здесь можно улучшить всего уменьшить емкость меж этими точками(разнеся их),добавить экран(цельнометаллический футляр либо даже железная экранирующая оплетка исключает этот вид связи),придвинуть Шумы - электроника - реферат провода впритирку к плате заземления(которая “глотает” электростатические пограничные поля,очень очень ослабляя связь)и,если может быть,понизить полное сопротивление как получится.

Магнитная связь. К огорчению,низкочастотные магнитные поля не ослабляются значительно железной экранировкой.Наилучший метод борьбы с этим явлением-следить,чтоб каждый замкнутый контур снутри схемы имел наименьшую площадь,и Шумы - электроника - реферат стараться,чтоб схема не имела проводов в виде петли.Эффективны в борьбе с магнитной наводкой витые пары, т.к. площадь каждого витка мала,а сигналы,наведенные в последующих вереницей витках,компенсируются.

При работе с сигналами очень малого уровня,либо устройствами,очень чувствительными к магнитным наводкам(головки магнитофонов,катушки индуктивности Шумы - электроника - реферат, проволочные сопротивления),возможно окажется желательным магнитное экранирование.Если наружное магнитное поле велико, то лучше использовать экран из материала с высочайшей магнитной проницаемостью(к примеру,из обыденного железа) для того,чтоб предупредить магнитное насыщение внутреннего экрана. Более обычным решением является удаление мешающего источника магнитного поля.

Радиочастотные помехи. Наводки радиочастоты Шумы - электроника - реферат могут быть очень опасными,т.к. не внушающая подозрений часть схемы может работать как действенный резонансный контур с не малым резонансным пиком.Не считая общего экранирования,лучше все провода делать как можно короче и избегать образования петель,в каких может появиться резонанс.Традиционной ситуацией паразитного приема больших частот является пара Шумы - электроника - реферат шунтирующих конденсаторов[2] ,что нередко рекомендуется для улучшения шунтирования питания.Такая пара образует хороший паразитный настроенный контур кое-где в области от ВЧ до СВЧ (от 10-ов до сотен мгц),самовозбуждающийся при наличии усиления.

2.Сигнальное заземление. Провода заземления и заземленные экраны могут доставить много проблем.Суть задачи такая Шумы - электроника - реферат:ток,протекая по полосы заземления,может возбудить сигнал,который принимает другая часть схемы,сидячая на том же проводе заземления.Нередко употребляют решение в лоб:

все полосы заземления сходятся в одной точке[3] ,но это не всегда самое верное решение.

Обыденные ошибки заземления .Общая ситуация представлена на рис.1.В одном приборе Шумы - электроника - реферат находятся усилитель малого уровня и мощнейший усилитель с огромным потребляемым током.1-ая схема изготовлена верно:оба усилителя присоединены непосредствено к измерительным выводам стабилизатора напряжения питания, потому падение напряжения IR на проводах,идущих к массивному каскаду,не влияет на напряжения питания усилителя малого уровня.К тому же ток нагрузки,проходя Шумы - электроника - реферат на землю,не возникает на входе малого уровня;вообщем,никакой ток не идет по проводу заземления входа усилителя малого уровня к схемной “Мекке”.

Во-второй схеме имеются две тяжелейщие ошибки.Флуктуации напряжения питания,поожденные токами нагрузки каскада высочайшего уровня,отражаются на напряжении питания каскада малого уровня.Если входной Шумы - электроника - реферат каскад имеет недостаточно высочайший коэффициент ослабления флуктуаций питания,то это может привести к появлению автоколебаний.Дальше,ток нагрузки,ворачиваясь к источнику питания,вызывает флуктуации потенциала на “земле” корпуса по отношению к заземлению источника питания.Входной каскад оказывается привязанным к этой “переменной земле”,а это,разумеется,плохо.Т.е. нужно смотреть Шумы - электроника - реферат,где протекают огромные токи сигнала и глядеть,чтоб они не оказывали влияние на вход.В неких случаях уместно отделить источник питания от каскада малого уровня маленькой RC-цепью(рис.2).

3.Межприборное заземление. Мысль главной точки заземления снутри 1-го приборра хороша,но не годится,если сигнал идет из 1-го прибора Шумы - электроника - реферат в другой и у каждого свое представление о “земле”.В таких случаях можно использовать одно из последующих предложений.

Сигналы выского уровня. Если сигналы имеют напряжение несколько вольт либо это логические сигналы,то можно просто соединить то,что необходимо,и зыбыть об этом.(рис.3).Источник напряжения(обозначен меж 2мя заземлениями Шумы - электроника - реферат)представляет собой разность потенциалов меж 2мя выводами линий питания в одной и той же либо в различных комнатах строения.Эта разность потенциалов состоит отчасти из напряжения,наведенного от сети,гармоник частоты сети,радиочастотных сигналов[4] ,различных всплесков и остального “мусора”.Если наши сигналы довольно значительны,то все это,в общем-то,не принципиально Шумы - электроника - реферат.

Малые сигналы и длинноватые полосы. Для малых сигналов такая ситуация нетерпима.Несколько мыслях для этой цели содержит рис.4.На первой схеме коаксиальный экранированный кабель присоединен к корпусу и схемному заземлению источника сигнала,но изолирован от корпуса приемника.Благодаря дифференциальному усилителю для буферизации входного сигнала угнетается синфазный сигнал в Шумы - электроника - реферат цепи заземления,выделяющийся на дисплее.Также полезно подключить резистор с малым сопротивлением и шунтирующий конденсатор на землю для ограничения сдвига “напряжения заземления” и предупреждений входного каскада.Еще одна схема показывает внедрение “псевдодифференциального” входного включения для усилительного каскада с одним выходом[5] .Сопротивление 10 Ом включенного меж общей точкой усилителя Шумы - электроника - реферат и схемной землей резистора довольно велико(во много раз больше полного сопротивления заземления источника),так что потенцал в этой точке задает опорная земля источника сигнала.Очевидно, хоть какой шум,присутствующий в этом узле схемы,появится также на выходе,но это становится непринципиальным,если каскад имеет довольно высочайший коэффициент усиления Шумы - электроника - реферат Ku,так как отношение полезного сигнала к шумам заземления возрастает в Ku раз.Таким макаром,хотя данная схема не является подлинно дифференциальной(КОСС® ¥),все же работает она довольно отлично(с действенным КОСС=Ku).Таковой прием псевдодифференциального включения с отслеживанием потенциала земли можно использовать также для сигналов малого уровня снутри самого прибора Шумы - электроника - реферат,когда появляются задачи с шумами заземления.

Во-второй схеме употребляется экранированная витая пара, экран которой присоединен к корпусу на обоих концах.Это не небезопасно,т.к. по экрану сигнал не идет.Дифференциальный усилитель употребляется,по-прежнему,на приемном конце.Если передается логический сигнал,то имеет смысл передавать Шумы - электроника - реферат дифференциальный сигнал(сигнал и его инверсию),как показано на рисунке.

На радиочастотах подходящий метод угнетения синфазного сигнала на приемном конце дает трансформаторная связь;она также упрощает получение дифференциального биполярного сигнала на передающем конце.Трансформаторы также популярны в звуковой аппаратуре,хотя они громоздки и ведут к некому искажению сигнала Шумы - электроника - реферат.

Для очень длинноватых кабельных линий(измеряемых километрами) полезно принять меры против огромных токов в экранах на радиочастотах.Метод заслуги этого показан на рис.5.Как было показано выше, дифференциальный усилитель работает с витой парой и на него не оказывает влияние напряжение экрана.Методом связи экрана через маленькую катушку индуктивности с корпусом удается Шумы - электроника - реферат сохранить маленькое напряжение неизменного тока,а огромные радиочастотные токи исключить.На .той схеме также показана защита от выхода синфазного напряжения за границы В.


Отменная схема защиты многопроводного кабеля,в каком требуется исключить синфазные наводки,показана на рис.6.Потому что у всех сигналов наводка одна и та же Шумы - электроника - реферат,то единственный провод,присоединенный к земле на передающем конце,служит для компенсации синфазных сигналов во всех n проводах сигнала. Просто этот сигнал считывается по отношению к земле на приемном конце и употребляется как опорный входной сигнал для всех n дифференциальных усилителей,работающих с остальными сигналами.

Приведенные схемы отлично подавляют Шумы - электроника - реферат синфазные помехи на низких и средних частотах,но против РЧ-помех они возможно окажутся неэффективными из-за низкого КОСС в приемном дифференциальном усилителе.

Плавающий источник сигнала. Та же несогласованность напряжений заземления в различных местах проявляется еще больше серьезно на входах малого уровня,так как там сигналы очень малы[6] .Если Шумы - электроника - реферат заземлить экран на обоих концах,то разность напряжений заземления появится в качестве сигнала на входе усилителя.Идеальнее всего отделить экран от заземления в источнике (рис.7).

Изолирующие усилители. Другим решением связанных с заземлением заморочек является внедрение “изолирующего усилителя”.Изолирующие усилители-готовые устройства, созданные для передачи аналогового сигнала(с полосой частот,начинающейся Шумы - электроника - реферат от неизменного тока)от схемы с одним опорным уровнем заземления к другой схеме,имеющей совсем другую землю(рис.8).На практике в неких экзотичных ситуациях потенциалы этих “земель” могут отличаться на много киловольт.Применение изолирующих усилителей непременно в мед электронике-там,где электроды прикладываются к человеческому телу,с тем,чтоб вполне изолировать Шумы - электроника - реферат такие контакты от измерительных схем,питающихся конкретно от сети переменного тока.

Защита сигнала. Это также метод уменьшения эффектов входной емкости и утечек при малых сигналах и большенном полном сопротивлении.Если мы работаем с сигналами от микроэлектродов либо емкостных датчиков с внутренним полным сопротивлением в сотки мегаом,то Шумы - электроника - реферат даже входная емкость в несколько пикпфарад может в данном случае вместе с этим сопротивлением обрразовать фильтр нижних частот со спадом,начинающимся с нескольких герц.К тому же конечное значение сопротивления изоляции в соединительном кабеле просто может на порядки усугубить рабочие характеристики усилителя со сверхнизким током входного сигнала(ток смещения меньше пикоампера Шумы - электроника - реферат) за счет утечек.Обе эти препядствия решаются методом использования защитного электрода (рис.9).

Внутренний экран соединен с повторителем;это отлично исключает токи и резистивных,и емкостных утечек за счет нулевой разности потенциалов меж сигнальным прроводом и его окружением.Наружный заземленный экран защищает от помех защитный электрод;не доставляет морок работа Шумы - электроника - реферат повторителя на емкость и утечку меж экранами,т.к. у повторителя маленькое полное выходное сопротивление.

Этот прием не следует использовать почаще,чем это нужно; имеет смысл ставить повторитель как можно поближе к источнику сигнала,защищая только маленький отрезок кабеля,соединяющий сигнал после повторителя с его низким Шумы - электроника - реферат полным выходным сопротивлением к отдаленному усилителю можно и по обыкновенному экранированному кабелю.

Способы сужения полосы пропускания.

Эти меры принимаются для улучшения дела сигнал/шум. Мы сужаем ширину полосы пропускания и сохраняем тем подходящий сигнал,сократив сразу полное количество принимаемых шумовых сигналов.

Понятно несколько способов сужения полосы пропускания, получивших обширное распространение на Шумы - электроника - реферат практике:

-усреднение сигнала,

-переходное усреднение,

-метод интегрирования,

-многоканальное уплотнение,

-амплитудный анализ импульсов,

-детектирование с захватом,

-фазовое детектирование.

Все эти способы подразумевают,что сигнал является периодическим[7] .

Мы не будем рассматривать эти способы.

Систематизация помех в устройствах ЭВМ.

Борьба с помехами приобретае все огромную актуальность по многим причинам,вот некие из Шумы - электроника - реферат их:

-рост толики задержек сигналов в линиях связи по сопоставлению с задержками фактически логических частей,обусловливаемых конечностью скорости распространения сигналов в линиях связи и переходными поцессами в их,

- растущая зависимость быстродействия ЭВМ,корректности ее функционирования от оптимальности выбора конструктивного выполнения линий связи и принятия соответственных схемотехнических мер,

-возрастание Шумы - электроника - реферат обоюдного воздействия меж элементами и линиями связи из-за роста плотности размещения частей компонент.

1.Полосы связи. Полосы связи(ЛС) приметно оказывают влияние на процессы передачи инфы.Воздействие ЛС определяется ее типом.Зависимо от соотношения продолжительности фронта передаваемого сигнала и времени распространения его по ЛС последние подразделяют в случае анализа Шумы - электроника - реферат помех на электрически недлинные и электрически длинноватые полосы.

Линия связи считается электрически недлинной линией, если ,

где и -время спада и нарастания передаваемого сигнала

соответственно;

l-длина полосы связи;

vp-скорость распространения сигнала в полосы связи.

На практике принимают

,

где e-диэлектрическая неизменная среды;

С0=300000 км/с.

Линия связи считается электрически длинноватой Шумы - электроника - реферат линией ,если

.


Уточним понятие помехи для вычислительного устройства:это наружное либо внутреннее воздействие,приводящее к искажению дискретной инфы во время ее хранения,преобразования,обработки и передачи.

2. По нраву воздействия на дискретную информацию помехи в устройствах ЭВМ,выполняемых на ИС,появляются как задержки передачи импульсов,преломления фронтов импульсов,преломления уровней передаваемых Шумы - электроника - реферат потенциалов,уменьшение амплитуд передаваемых импульсов,неизменные смещения уровней напряжения питания.

3.По источнику сотворения помех их целенаправлено делить на помехи наружные,как правили,наводки,создаваемые наружными по отношению к рассматриваемому устройству аппаратами, устройствами,критериями эксплуатации,и помехи внутренние, обусловливаемые определенным выполнением линий связи в рассматриваемом устройстве.

4.По месту проявления помехи могут Шумы - электроника - реферат быть подразделены на помехи в сигнальных линиях связи и в цепях питания.Видом проявления внутренних помех в электрически маленьких ЛС являются задержки сигналов из-за емкостного либо индуктивного нрава полосы связи,емкостные и индуктивные обоюдные наводки меж сигнальными проводниками,а внутренних помех в электрически длинноватых ЛС-задержки передачи сигналов Шумы - электроника - реферат, преломления формы передаваемых сигналов из-за отражений, обоюдные наводки меж линиями связи,затухания сигналов.

Помехи в цепях питания и меры по их уменьшению.

1.К проявлениям помех в цепях питания относят:неизменные смещения уровня шины “земля”,обусловливаемые ее активным сопротивлением;импульсные ЭДС,вызываемые динамическими токами употребления ИС в индуктивности шин Шумы - электроника - реферат “земля” и “питание”,динамическими токами перезаряда “паразитных” емкостей линий связи;повторяющиеся колебания напряжения питания,вызываемые реактивным нравом цепей питания.

2.Статические помехи в цепях питания.П омехи в цепях питания вероятны из-за падения напряжения на активном сопротивлении шин “земля” и “питание” при протекании по ним неизменных токов;появления Шумы - электроника - реферат ЭДС самоиндукции в цепи шин питания прри протекании по ним импульсных токов;”неспешных” колебательных процессов в шинах питания при “бросках” тока нагрузки.

Чтоб свести к минимуму “постоянную” помеху,нужно избрать такую конструкцию шин “земля”,при которой падение на ней напряжения от неизменного тока было бы меньше наперед данного допустимого Шумы - электроника - реферат значения Uпом.доп.,рассчитываемого из условия обеспечения помехозащищенности устройства.

Разглядим случай,когда n схожих логических частей имеют одну общую шину “земля”,присоединенную к нулевой точке на одном конце шины(рис.10).Разумеется,что в наихудшем режиме исходя из убеждений помехозащищенности работает n-й элемент, так как его настоящая статическая помехозащищенность Шумы - электроника - реферат миниатюризируется по сопоставлению с номинальной(паспортной) на значение падения напряжения на шине “земля” в точке его присоединения и для n-го элемента это падение напряжения составляет наибольшее значение U=пом.

Величина U=пом. приближенно рассчитывается по схеме рис.10б.

Обозначая через DRш сопротивление участка общей шины “земля” меж 2мя Шумы - электроника - реферат расположенными рядом микросхемами,а через Iип- ток употребления одной микросхемы,можно записать:

U=пом.= DRшnIип +DRш(n-1)Iип +...+DRшIип=DRшIип(1+2+...+(n-1)+n)=

=DRшIип(n+1)2.

Задаваясь из условия обеспечения помехозащищенности устройства допустимым падением напряжения на шине “земля” Uпом.доп.,несложно вычислить допустимое сопротивление участка шины “земля” DRшдоп. и сконструировать требования Шумы - электроника - реферат к конструкции шины “земля”:

DRшдоп.Iип Uпом.доп. либо DRшдоп.£ 2Uпом.доп/(Iип(n+1)n).

Конструктивными мерами по уменьшению неизменных помех следует считать:

-увеличение сечения шины “земля”;

- повышение числа заземляющих точек,что уменьшает длину общих участков протекания тока частей(рис.11);

-применение заземленных медных листов,к которым припаиваются все оборотные провода Шумы - электроника - реферат ячеек либо модулей;

-применение подвесных шин питания;

-использование для подвода питания отдельных слоев мультислойной печатной платы.

3.Импульсные помехи в цепях питания. Они обусловливаются приемущественно краткосрочными возрастаниями (“бросками”) токов употребления интегральных микросхем при переключении последних из 1-го логического состояния в другое и,во-2-х,динамическими токами перезаряда паразитных емкостей сигнальных Шумы - электроника - реферат линий связи (собственных емкостей сигнальных проводников относительно шины “земля”).Эти относительно огромные по значению и недлинные по продолжительности токи[8] ,протекая по шине “земля” цепи питания,вызывают на индуктивности общих шин “земля” импульсные падения напряжения.Последние,приложенные ко входу микросхем, действуют как импульсные помехи.Разглядим механизм появления импульсных помех для Шумы - электроника - реферат обоих случаев.

Для исследования обстоятельств появления импульсных помех из-за бросков тока употребления ИС разглядим такую конструкцию шин питания,когда n схожих частей подключены к шинам “питание” и “земля” через некое равное расстояние,при этом n-1 всех частей сразу переключается из 1-го устойчивого состояния в другое Шумы - электроника - реферат,а на вход 1-го,к примеру

n-го,элемента(рис.12а) подключен сигнал логического нуля U вх.


Перейдем к расчетной эквивалентной схеме(рис.12б):

DLш-индуктивность участка шины “земля” меж 2мя

расположенными рядом микросхемами,

iип-переменная составляющая тока употребления,

Активным сопротивлением шин “земля” пренебрегаем.

В общем случае ток употребления микросхемы Шумы - электроника - реферат резко растет в моменты ее переключения(рис.12в).Идеализируя форму переменной составляющей тока употребления(рис.12г),просто высчитать ЭДС самоиндукции eпом,возникающую в шине “земля” (ШЗ)при изменении тока употребления:

eпом= eпомi(t)=eпом1+eпом2+...+eпом(n-1),

где eпомi- ЭДС помехи,возникающей на участке ШЗ,соединяющей i-ю Шумы - электроника - реферат микросхему с (i-1)й микросхемой.

Приближенно |eпом1|= 2DLш DIип,

|eпом2|= 2DLш DIип,

..................

|eпом(n-1|= 2DLш DIип,где t-время переключения.

С учетом этого имеем:

eпом=2DLш DIип[(n-1)+(n-2)+...+2+1]/t=2DLш DIип×n(n-1)/t.

Задаваясь допустимым значением импульсной помехи на входе элемента из-за помех по цепи питания eпом Шумы - электроника - реферат.доп,несложно

высчитать допустимое значение индуктивности шины питания ШП,как следует,сконструировать конструктивные требования к цепям питания:

DLш.доп £ eпом.доп t/DIип×n(n-1).

Уменьшение импульсной помехи в цепях питания достигается или выбором частей с малыми бросками токов при переключении,или при данной системе частей методом уменьшения Шумы - электроника - реферат индуктивности общей шины питания,что,в свою очередь,может быть достигнуто:

-увеличением числа заземляющих точек,

-применением заземленных медных листов,

-использованием для подвода питания мультислойной печатной

платы,

-выбором соответственной конструции ШП(к примеру,рис.12д),

-применением личных конденсаторов развязки[9] .


Обеспечение помехозащищенности аппаратурных средств вычислительной техники.

1.Уменьшение помех в аппаратуре,собранной на интегральных Шумы - электроника - реферат микросхемах. Для угнетения помех,вызванных ударами молнии в силовые полосы,переключениями реле,переходными процессами при пуске электродвигателя,электронными разрядами в аппаратуре либо поблизости нее,высокочастотными полями и т.д. нужна кропотливая проработка цепей питания, заземления, экранирования, топологии печатных плат с учетом определенных черт интегральных схем.

Нужно держать в голове Шумы - электроника - реферат,что ИС ТТЛ-типа,представляющие из себя токовые приборы с малым входным сопротивлением,в особенности чувствительны к разности потенциалов цепей питания меж отдельными ИС,возникающей из-за паразитных токов.

ИС МДП-типа управляются напряжением и имеют высочайшее входное и маленькое выходное сопротивление,потому они в особенности чувствительны к излучаемым помехам Шумы - электроника - реферат.Вторичная чувствительность к паразитным токам появляется в итоге помех от примыкающих проводников,по которым передаются импульсные сигналы.

Линейные ИС имеют высочайшее входное и маленькое выходное сопротивления.В отличие от цифровых ИС для линейных ИС не указываются спектры напряжений.Шумовые выбросы могут проникать в усилитель с высочайшим коэффициентом усиления Шумы - электроника - реферат по шинам питания.

Для уменьшения восприимчивости аппаратуры на ИМС к электрическим помехам на практике нужно:

1.Очень использовать развязку по цепи питания,подключая конденсаторы персональной развязки к отдельным микросхемам либо группам микросхем.

2.Выбирать достаточную ширину печатных проводников шин питания.

3.Не путать шину “земля” с “общей шиной” системы(оборотный провод источника Шумы - электроника - реферат питания).ШЗ не должна употребляться для передачи мощности.Проводники “земля” и “общий” нужно соединять исключительно в одной точке ситемы,по другому появляется замкнутый контур,излучающий помехи в схему.

4.Питать цепи,потребляющие большой ток,от отдельного источника.В данном случае переменные составляющие тока питания не попадают в шины,подводящие питание Шумы - электроника - реферат к маломощным логическим схемам.Следует подразумевать,что проводники, передающие резкие конфигурации тока,индуктивно связаны с примыкающими проводниками,а последние передают фронты напряжений через емкостные связи примыкающим участкам схемы.В связи с этим размещению таких проводников нужно уделять повышенное внимание.


5.Выбирать резисторы утечки с наименьшим сопротивлением,допускаемым исходя Шумы - электроника - реферат из убеждений мощности употребления либо других критерий.Это в особенности принципиально в ИС

МДП-типа.

6.В устройствах,построенных на ИС ТТЛ-типа,неиспользуемые логические входы нужно подключить к положительной шине “питание” через резистор 1 КОм.В устройствах на МДП ИС неиспользуемые логические входы подключаются соответственно к положительной либо отрицательной шинам,т.к Шумы - электроника - реферат. в неприятном случае может появиться состояние неопределенности в работе ИС.

7.Использовать в линейных устройствах резисторы и конденсаторы,имеющие допуск на разброс характеристик до 1%. Исключение могут составлять резисторы утечки и конденсаторы блокирующих цепей,где допускается 20%-ный разброс характеристик.По окончании разработки следует изучить воздействие конфигурации характеристик компонент на работу схемы Шумы - электроника - реферат.

Если обозначенные меры не дают хотимого эффекта,можно применить фильтрацию сетевого напряжения и экранирование. Корпуса из металла либо с проводящим покрытием,как уже говорилось,в значимой степени ослабляют наружные помехи. Окна,образуемые индикаторами,шкалами либо измерительными устройствами,можно закрыть медными экранами.Фильтры сетевого напряжения обеспечивают защиту от помех Шумы - электроника - реферат из силовой сети,но их нужно согласовать с аппаратурой.

Таковы общие советы;рассматривать же что-либо более определенное не имеет смысла,т.к. для частей различных типов(КМДП,ТТЛ,ЭСЛ...)меры по уменьшению помех,невзирая на всю схожесть,различны.


Заключение.

Надежность и достоверность работы электрических вычислительных машин в Шумы - электроника - реферат значимой степени определяются их помехозащищенностью по отношению к наружным и внутренним,случайным и постоянным помехам.От правильного решения задачки обеспечения помехоустойчивости частей и узлов ЭВМ зависят как сроки ее разработки,производства и наладки,так и обычное ее функционирование в процессе использования.Более удачная борьба с помехами вероятна только в этом Шумы - электроника - реферат случае,когда разработка электронных схем и конструкций частей и узлов ЭВМ неразрывно связаны.

Аналогичный подход справедлив и для всех иных устройств.

Способов понижения шумов в устройствах и увеличения помехоустойчивости устройств на порядок больше,чем самих шумов и видов помех,т.к. для каждой определенной схемы есть свои рациональные способы Шумы - электроника - реферат уменьшения помех.

Это страшно исходя из убеждений перебора и внедрения способов, не считая того,просит большой практической сноровки;но все,чего мы можем добиться-лишь в той либо другой степени подавить шум либо помеху.


Литература.

1.П.Хоровиц,У.Хилл.

Искусство схемотехники-М:Мир,1993 г.,т.т.2,3.

2.Л.Н.Преснухин,Н Шумы - электроника - реферат.В.Воробьев,А.А.Шишкевич.

Расчет частей цифровых устройств-М:ВШ,1991 г.


Литература.

1.П.Хоровиц,У.Хилл.

Искусство схемотехники-М:Мир,1993 г.,т.т.2,3.

2.Л.Н.Преснухин,Н.В.Воробьев,А.А.Шишкевич.

Расчет частей цифровых устройств-М:ВШ,1991 г.


[1] упомянуты ниже без рассмотрения.

[2] один танталовый,другой дисковый глиняний Шумы - электроника - реферат.

[3] схемная “Мекка” заземления.

[4] силовые полосы питания-хорошая антенна

[5] это может быть,к примеру,стандартный неинвертирующий ОУ,как показано на схеме.

[6] примером является головка магнитофона либо другой источник сигнала,для которого нужна экранированная сигнальная линия.

[7] условие просто выполнимо,т.к. практически всегда сигнал можно сделать повторяющимся.

[8] время от времени сотки миллиампер Шумы - электроника - реферат за единицы наносекунд.

[9] Мысль внедрения конденсаторов развязки для уменьшения импульсных помех в цепях питания заключается во внедрении личных для каждой ИС источников энергии,роль которых делают конденсаторы с малой своей индуктивностью.Они позволяют локализовать протекание динамических токов употребления в рамках цепи микросхема-ИКР.



shtabi-na-primere-oao-gaz-referat.html
shtalberg-ernest-ekabovich.html
shtandart-flag-prezidenta-rossijskoj-federacii.html