5.3 Розбиття та компонування вузлів засобів вимірювальної техніки

Любий ЗВТ представляє собою електронну систему, яка містить вузли з пасивними та активними компонентами і лінії зв’язку між ними. Розбиття та компонування вирішують завдання правильного розміщення вузлів у електронній системі. Проблеми виникнення завад і наводок можна звести до мінімуму, якщо ізолювати чутливі схеми від джерел завад, усунувши паразитні індуктивні та ємнісні зв’язки, зв’язки через загальний імпеданс і антенні ефекти. Для цього необхідно:

- розміщувати малопотужні (чутливі) схеми поблизу джерел сигналів,

- розміщувати потужні схеми (у яких висока ймовірність виникнення завад) поблизу навантажень,

- розміщувати малопотужні і потужні схеми якомога далі одні від одних,

- добиватись того, щоб довжина провідників була якомога меншою,

- використовувати максимально короткі контури проходження струму.

Усі схеми умовно можна поділити на 5 груп:

1) чутливі схеми з високим імпедансом ( Ом), у яких є висока імовірність виникнення паразитного ємнісного зв’язку;

2) чутливі схеми з низьким імпедансом ( Ом) у яких є висока імовірність виникнення паразитного індуктивного зв’язку;

3) схеми з помірною чутливістю або схеми, що розраховані на помірний рівень потужності споживання;

4) високовольтні схеми;

5) схеми, що розраховані на роботу із значними струмами.

Аналогові схеми, як правило, попадають у дві перші групи, цифрові схеми відносяться до третьої групи, а схеми спряження і джерела живлення – до двох останніх груп.

Можна комбінувати схеми, що належать до однієї і тієї ж групи і комбінувати з них підсистеми, однак, схеми з високим імпедансом слід розміщувати якнайдалі від високовольтних схем, а схеми з низьким імпедансом не слід розташовувати поряд зі схемами, розрахованими на значні струми.

В загальному випадку, при об’єднанні схем, що належать до різних груп, сигнали, які на них поступають, повинні мати значну завадостійкість і помірний рівень потужності.

Схеми, які складають певну підсистему, повинні мати загальні властивості по входу/виходу і порівняно однаковий рівень завад. Такі умови призводять до того, що більшість систем доводиться поділяти на аналогові і цифрові підсистеми, джерела живлення та підсистеми, що містять електромагнітні прилади або перемикачі. Доцільно також, щоб високочастотні та низькочастотні схеми входили до різних підсистем. Кожна підсистема повинна бути якомога компактнішою і повинна мати власні засоби подачі живлення і заземлення. Провідники у підсистемах повинні мати низький імпеданс, а контури проходження струму повинні бути мінімально короткими.

При монтажі трансформаторів, соленоїдів та інших електромагнітних пристроїв необхідно слідкувати за тим, щоб їх магнітні поля були направлені перпендикулярно одне до одного, а самі пристрої знаходились на значній відстані від сигнальних провідників і кабелів живлення.

При проектуванні кабельної розводки необхідно забезпечити мінімальну довжину, мінімальний імпеданс і найменшу площу контуру. Кабелі для швидкодіючих логічних схем повинні мати не менше одного загального проводу “землі” на кожні п’ять кабелів, а якщо кабелі призначені для логічних схем з незначною швидкодією, то не менше одного на кожні десять кабелів. Чутливі схеми з їхніми кабелями слід розміщувати якомога далі від інших ділянок, використовуючи як екрани елементи корпусу системи.

Заземлюючі ланки підсистеми повинні перетинатись тільки у одній точці, а навколо високовольтних схем і схем з високим імпедансом необхідно встановити заземлені екрани.