19.8.1 Ємнісна складова перехресної завади

Враховуючи вхідну ємність елементу що сприймає і пpиняті вище допущення, одержуємо наступну схему взаємодіючих ланцюгів і наближену еквівалентну схему

Диф. рівняння, що описує наведення ємнісної завади:

Cв*d(U-Uпс)/dt=Uпс/R+CdUпс/dt

В припущенні лінійно збільшуючого фронту напруги у активній лінії (dU/dt=L),

d Uпс/dt = L Cв/(Cв+С)-Uпс/[R(Cв+C)]

Рішення для 0<=tф:

Uпс=LRCв(1-t^-t/T),

де Т=R(Cв+С),

U, tф - перепад напруги у активній лінії і тривалість його фронту.

Поклавши L=U/tф, отримаємо

Uпс=(URCв/tф)(1-e^-t/T)

Ємнісна завада співпадає зі знаком фронту навідного імпульсу. При t=tф завада досягає максимального значення:

Uпсmax=(URCв/tф)(1-e^-tф/T).

C моменту часу t>tф завада зменшується за рахунок заряду ємностей (за експонентою):

Uпс=Uпсmax*e^[(t-tф)/T]

Розглянемо співвідношення між ємнісними завадами різної полярності. Позитивна завада Uc+ наводиться переднім фронтом tф+, від'ємна Uc - заднім tф -. Від'ємна завада небезпечна, якщо керуючий елемент у пасивному ланцюзі знаходиться у стані логічної "1", а позитивна - у стані лог. "0":

Uc+=(U/tф+)*[(Rвых(0)*Rвх)/(Rвых(0)+Rвх)]*Cв(1-e^(-t/T))

Uc-=(U/tф-)*[(Rвых(1)*Rвх)/(Rвых(1)+Rвх)]*Cв(1-t^(-t/T)).

де Rвых(1), Rвых(0) - вихідний опір схеми у стані "1" і "0" відповідно, Rвх-вхідний опір схеми.

Uc-/Uc+ = (tф+/tф-)[(Rвых(1)*(Rвых(0)+Rвх))/(Rвых(0)*(Rвых(1)+Rвх))]

Для схем ТТЛ Rвх>>Rвых(1), Rвых(1)>>Rвых(0); [Rвх=1ком, Rвых(1)=

=100...200 Ом, Rвых(0)=15...30 Ом]=>

(Uc-/Uc+)=(tф+/tф-)(Rвых(1)/Rвых(0))

Через те, що tф+=2tф -, від'ємна ємнісна завада як мінімум у 10 pаз більше позитивної.

19.8.2 Індуктивна складова перехресної завади

Еквівалентна схема наведення індуктивної пеpехpесної завади: При лінійному законі зміни фронту струму I у активній лінії ЕДС, наведена в пасивному ланцюгу за рахунок взаємоіндуктивного зв'язку

E=(Lв*I)/tфi,

де I и tфi - перепад струму у активній лінії і тривалість його фронту.

Оцінка зверху:

Uпlлев=(Eп*Rлев)/(Rлев+Rпp)=(I/tфi)*(Rлев/(Rлев+Rпp))*Lв;

Uпlпp=(Eп*Rпp)/(Rлев+Rпp)=(I/tфi)*(Rпp/(Rлев+Rпp))*Lв,

де I - SUM (Ii), де i= 1 to Na, Na-кількість елементів навантаження у активному ланцюзі; Ii - струм, споживаємий i-м елементом активного ланцюга.

Індуктивна перехресна наводка максимальна при найбільшій кількості елементів-навантаження у активній лінії. Індуктивна завада при узгодженому включенні ліній по знаку пpотилежна фронту навідного сигналу, при зустрічному включенні їхні знаки співпадають. Бо tф+>tф -, Ul->Ul+, при згодному - навпаки.

19.8.3 Способи зменшення перехресних завад

Основні способи:

 - зміна топології, геометрії і конструкції міжз'єднання;

 - трасування провідників на сусідніх шарах по ортогональним напрямкам;

 - використання згідного включення ланцюгів;

 - збільшення відстані між провідниками;

 - зменшення довжини дільниці взаємодії і площі перекриття контурів, створених кожною взаємодіючою лінією зв'язку разом з логічними елементами і загальною "землею";

 - введення металевих шарів, що знижують хвильовий опір ліній зв'язку та екрануючі суміжні сигнальні шари.

Найбільш простий захід - скорочування довжини дільниці взаємодії. Допустиму довжину взаємодіючої дільниці зв'язків обчислюють за формулами, які різні для різних типів ліній зв'язку. Приклади типів ліній зв'язку:

симетрична мережна лінія, двопpовідна лінія, вита пара, коаксіальний кабель і т. і.

Визначити допустиму довжину дільниці взаємодії друкованих провідників можна на підставі експериментальних даних або даних, отриманих моделюванням на ЕОМ. Такі дані зводяться у таблиці для різних серій ІМС при різній довжині сигналів і визначають значення допустимих паразитних ємностей. (Взаємна індуктивність друкованих провідників визначається за формулами або графіками).