5. Защита рэа от помех. Аналоговые схемы

Большинство аналоговых схем оперируют слабыми сигналами, поэтому они чувствительны к помехам.

При разработке аналоговой схем работающих в линейном режиме необходимо предусмотреть минимальный коэффициент усиления и минимальную рабочую частоту.

Усилители с высоким коэффициентом усиления обычно генерируют колебания на частоте 10-15 000 кГц. Поэтому необходимо предусмотреть цепи ОС для подавления этих колебаний.

В каждой шине питания (+ или -) должна иметь по одному шунтирующему оксидному конденсатору(1-10 мкФ) на каждые 5 корпусов(микросхем). Кроме этого каждый ОУ должен быть снабжен керамичесим или пленочным шунтирующим конденсатором соединяющим ОУ с линией обратного тока выходного сигнала(общий провод). Эти конденсаторы по 0,1 мкФ или в 100 раз превышающие нагрузочную емкость.

Недостаточное шунтирование приводит к возникновению паразитных колебаний и к дрейфу.

R1,R2 повышают помехоустойчивость первого усилителя(если они шунтированы).

Данные схемы позволяют предотвратить возникновение паразитных колебаний на выходе ОУ в случае емкостной нагрузки.

R1,R2 – Сопротивления определяющие коэффициент усиления

R3 – сопротивление корректирующие входные токи.

C_L – емкость нагрузки.

Если R3≈R1 то R3 способствует компенсации термоэлектрического напряжения возникающего во входных цепях ОУ.

Добавление С1 емкость которого

Позволяет сохранять устойчивый режим работы при любых нагрузках.

R4 – сопротивление которое должно намного превышать выходное сопротивление ОУ и :

Стабилизирует работу при всех нагрузках.

Схемы включения цепей коррекции для представленных паразитных колебаний в не инвертирующих ОУ с емкостной нагрузкой.

С_Р – паразитная емкость.

R5,C3 – замедляют поступление входного сигнала, с тем чтобы зарядка нагрузочного конденсатора происходила без начыщения.

R6,C4 – уменьшает коэффициент усиления ОУ на высоких частотах оставляя неизменным его парамтры РС.

R7,C5 – С5≥С_Р где С_Р – паразитная емкость монтажа. R7 и С5 превращают ОУ в интегрирующую схему которая является устойчивой.

C6 - создает емкостной делитель совместно с паразитной емкостью узла С_Р параллельно делителю R2,R1 изменяя коэффициент усиления на высоких частотах.

Методом проверки устройства усилителя является:

-ко входу усилителя подключают генератор импульсов настроенный так что на выходе усилителя возникал прямоугольный сигнал в 200мВ (при наличии на выходе усилителя нагрузки), если при этом выбросы на выходе ≤40%, то схему считают устойчивой.

6. Защита рэа от помех. Цифровые схемы

Для уменьшения помех возникающих в цифровых логических схемах необходимо работать с сигналами имеющими большие времена нарастания и спада, а также малую амплитуду. Также необходимо ограничивать число одновременных переключений сигналов.

Традиционным способом шунтирования, применяемого для цифровых схем, являются: оксидный шунтирующий конденсатор большой емкости (от 10 до 100 мкФ) или не менее одного микрофарада на каждый корпус микросхемы. Конденсатор помещается вблизи источника питания. Рядом с каждым корпусом располагают керамические шунтирующие конденсаторы емкостью 0.1 мкФ. А в быстродействующих схемах подсоединяют так же керамические конденсаторы малой ёмкости от 100 до 1000 нФ.

Каждая схема передающая сигнал за пределы печатной платы, на которой она находится или принимающая сигнал из-за пределов печатной платы имеет керамический шунтирующий конденсатор 0.1 мкФ между источником питания и линией обратного тока сигнала.

На долю остальных микросхем с малым быстродействием приходится шунтирующий керамический конденсатор от 0.01 до 0.1 мкФ по одному на каждые 5 корпусов.