Инструкция КР+лекции_1231178
.pdfОтсюда нетрудно заметить, что напряжение помехи Ust равно нулю, если соблюдается условие симметрии:
C13 / C 23 C14 / C 24
Это условие можно обеспечить попарным скручиванием проводников (провода 1 с проводом 2, провода 3 с проводом 4), а в некоторых случаях - включением симметрирующих конденсаторов.
Следующей возможностью снижения емкостного влияния в гальванически разделенных контурах является применение экранированных проводов (рис. 3.12, в) с экранами S1 и S2 из хорошо проводящего материала, которые, как правило, соединяются с одной стороны с проводом системы опорного потенциала какого-либо контура.
Благодаря этому увеличивается емкость связи C13 . В ненагруженном состоянии для контура, испытывающего влияние (рис. 3.12, г) можно записать:
U st / U 1 2 1 / (1 C 3 4 / C1 3 C 3 4 / C 2 4 )
Рисунок 3.12 г
3.3.2. Контуры с общим проводом системы опорного потенциала
Такие контуры типичны для аналоговых и цифровых схем. В качестве примера на рис. 3.13, а приведена логическая схема, в которой может произойти непредусмотренное
изменение состояния переключающего элемента при изменении сигнала на выходе элемента А из-за наличия паразитной емкости С13.
На рис. 3.13, б приведена соответствующая схема замещения.
Рис. 3.13. 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
Принимая Rs >> Rq, записываем напряжение помехи в операторной форме:
|
|
|
|
u 1 |
|
|
|
pC R |
|
|
|
||
|
|
( p) |
|
|
|
|
13 Q |
|
|
|
|||
u |
st |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.11) |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
t p |
1 |
pR (C C |
|
) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
34 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q 13 |
|
|
||
Решение этого уравнения имеет вид:
|
u |
e |
t / RQ (C1 3 |
C3 4 ) |
) |
|
ust RQ C13 |
(1 |
|
|
(3.12.) |
||
t |
|
|
|
|
|
|
В этих уравнениях представляет собой постоянную скорость линейно возрастающего выходного напряжения элемента А в интервале t (рис.3.14, а).
Рис. 3.14. Выходной сигнал элемента А на рис. 3.13, а и сигнал помехи ust в интервале времени 0 t t (б)
Изменение во времени напряжения помехи согласно (3.12) показано на рис. 3.14, б. Если постоянная времени RQ (C13 C34 ) t
максимально возможное напряжение помехи определяется по формуле:
ust max |
RQ C13 |
|
u |
|
|
|
(3.13) |
||
|
|
|
t |
|
Емкость связи С13, входящая в уравнения (3.11) - (3.13), определяется геометрическими размерами и топологией проводников. В простейшем случае проводники диаметром D и длиной l , расположенные параллельно друг другу на расстоянии d (рис. 3.15), имеют емкость связи:
C13 |
|
|
0 r l |
||
|
|
|
|
||
ln[d/D |
|
(d/D)2 1] |
|||
|
|
|
|||
Рис. 3.15. Параллельно проложенные цилиндрические проводки (а) и зависимость погонной емкости C13/l от отношения d/D (б)
Мероприятия по снижению емкостного влияния контуров с общим проводом системы опорного потенциала следующие:
-обеспечение малой емкости связи С13 из-за сокращения длины проводов l, уменьшения диаметра провода D, увеличения расстояния d между проводами 1 и 2, исключения параллельной их прокладки, применения изоляции проводов и печатных плат с малой диэлектрической проницаемостью;
-увеличение емкости С34 путем размещения сигнальных проводов между проводниками системы опорного потенциала, скрутки сигнальных проводов и проводов системы опорного потенциала, использования свободных жил кабеля в качестве проводников системы опорного потенциала, расположение плоских проводов системы опорного потенциала на минимальном расстоянии при монтаже
-выполнение предельно низкоомными токовых контуров, подверженных влиянию;
-ограничение скорости изменения напряжения U/ t (в логических схемах скорость переключения должна быть не выше, чем требуемая для функционирования);
-экранирование проводов и контуров, чувствительных к влиянию.
Базовая величина для определения напряжения помех в децибелах
1 В
1 мВ
1,42 В
1 мкВ
1 мВт