18. Емкостное влияние, как механизм передачи помех.
Причиной емкостного влияния могут быть паразитные емкости.
Это влияние можно разделить на три случая:
1. Влияющий и испытывающий влияние контуры гальванически разделены;
2. Оба контура имеют общий провод опорного потенциала;
3. Провода токового контура имеют большую емкость относительно земли.
Рассмотрим все эти случаи в отдельности.
Гальванически разделенные контуры.
На рис. 3.8. а показана упрощенная модель ёмкостного влияния, а на рис. 3.8. б её схема замещения; отсюда нетрудно заметить, что напряжение
помехи
Ust
равно
нулю, если соблюдать условия симметрии
Это условие можно обеспечить попарным
скручиванием проводников (проводов 1 и
2 и проводов 3 и 4).
Вторая возможность для снижения емкостного влияния – применение экранирующих проводов, экраны которых соединяются с одной стороны обратным проводом (см. рис. 3.8. в). Экранирующее воздействие тем лучше, чем больше емкость С34 проводника относительно экрана по сравнению с
емкостями С13 и С24.
Рис. 3.8. Емкостное влияние между гальванически разделенными контурами:
а – модель влияния; б – схема замещения; в – модель влияния при
экранировании обоих контуров; г – схема замещения при наличии экранов
Контуры с общим проводом системы опорного потенциала.
Такие контуры типичны для аналоговых и цифровых схем (рис 3.9.).
Принимая
напряжение
помехи равно:
Рис. 3.9. Емкостное влияние контуров с общим проводом системы
опорного потенциала 2, 4:
а – схема с элементами логики; б – схема замещения; 1, 2 – влияющий контур;
3, 4 – контур, испытывающий влияние; С13–паразитная емкость связи
Мероприятия по снижению емкостного влияния контуров с общим
проводом опорного потенциала следующие:
- уменьшение емкости С13 достигается уменьшением длины проводов, диаметра проводов, увеличением расстояния d, применением изоляционных проводов и печатных плат.
- увеличение емкости С34 путем размещения сигнальных проводов между проводами системы опорного потенциала.
- выполнение предельно низкоомными токовых контуров, подверженных емкостному влиянию.
- ограничение скорости изменения напряжения ΔU/Δt, которое должно быть не выше, чем требуемая для функционирования (выбором микросхем).
Токовый контур с большой емкостью относительно земли
В длинных заземленных с одной стороны сигнальных линиях при появлении изменяющегося во времени напряжения ΔU протекает ток помех ist, обусловленный емкостями С1 и С2, и ΔU преобразуется в противофазное напряжение Ust, суммирующееся с напряжением сигнала, поступающего от источника (рис 3.10).
Рис. 3.10. Односторонне заземленная линия с большими емкостями на
землю С1 и С2 (а) и ее схема замещения (в) при RS >> RQ;
RS – сопротивление помехи.
Средства борьбы с помехами этого вида сводятся к:
- устранению соединения с землей приемной ступени;
- выполнению сигнального контура предельно низкоомным;
- экранированию сигнальной линии;
- введению на приемном конце элементов, разделяющих потенциалы (реле, оптическая развязка, разделительный трансформатор).