Наводки по цепям питания и методы их уменьшения
Электрическое объединение логических и других элементов ЭВМ осуществляют связями двух видов: сигнальными и цепями питания.
По сигнальным связям информация передается в виде импульсов напряжения и тока.
Шины питания
служат для подведения энергии к элементам от низковольтных источников постоянного напряжения.
При использовании одного источника напряжения питания к элементам подводится с помощью двух проводников: прямого и обратного.
Часто на элементы необходимо подавать напряжение от нескольких источников с разными номиналами. В этом случае для уменьшения количества шин питания обратные проводники объединяют в одну шину, которую соединяют с корпусом машины и называют шиной «земля».
В статическом состоянии по цепям питания протекают стационарные токи, вызывающие падение напряжения на элементах. Необходимо, чтобы это падение напряжения составляло малую часть от номинала источника напряжения.
При работе блоков и устройств ЭВМ, когда происходит выключение одних элементов и включение других, возникает процесс перераспределения токов.
Ток потребления по шинам питания изменяется, что приводит к нежелательным падениям напряжения
и паразитным наводкам.
В масштабах крупного устройства (например, стойки), изменение тока в шине питания вследствие переключения элементов незначительно, так как для этой шины в любой момент времени число включенных элементов можно считать примерно одинаковым.
Иное происходит в шинах питания, подводящих энергию к более мелким устройствам (регистрам, счетчикам, блокам формирователей и т. д.). В этом случае переключение элементов приводит к значительному изменению тока потребления от источника напряжения.
Так как шины питания имеют паразитную емкостную
и индуктивную связь с сигнальными шинами, то в зависимости от значения этой связи и перепада напряжения и тока при переключении элементов на сигнальных связях наводятся сравнительно большие помехи. При определенных условиях эти помехи могут вызвать ложное срабатывание схем.
Кроме того, изменение тока в шине питания приводит к возникновению в ней переходного процесса. Последнее обусловлено тем, что шина питания, как и любая сигнальная связь, обладает емкостью, индуктивностью, волновым сопротивлением и различной степенью согласования на концах.
Переходный процесс в шине питания приводит к колебанию напряжения, приложенного к элементу, что изменяет, с одной стороны, режим его работы, а с другой — параметры выходного сигнала.
Для уменьшения наводок, связанных с падением напряжения на шинах питания и «земля» и переходными процессами в них, используют различные методы. Рассмотрим некоторые из них.
