Помехоустойчивые устройства


Внутренняя земля устройства


Как уже упоминалось, в момент прохождения НП по внутренней земле устройства создается заметная разность потенциалов между различными точками земли ("перекосы"). Например, если узлы 1 и 2 (см фиг.1) являются цифровыми узлами, собранными на ТТЛШ логике, то разность напряжений примерно в 1 В между точками "а" и "б"  способна вызвать сбой.

Основную роль в создании падений напряжений играет не резистивная, а индуктивная составляющая цепей заземления. За счет огромной крутизны передних фронтов НП, даже мизерных индуктивностей земляных полигонов или земляных слоев в печатных платах бывает достаточно для сбоя.

Рассмотрим  эквивалентную схему фиг.2.


Фиг.2

Источник помехи - генератор треугольных импульсов Vgen. Фронт нарастания помехи 5 нс, длительность по уровню 50% равна 50 нс (см. эпюру напряжения на фиг.2), сопротивление источника помехи Rgen равно 50 Ом, как оговорено стандартом. Амплитуда помехового импульса 1 кВ, что соответствует сравнительно "мягким" испытаниям согласно табл.1.

Конденсатор Ccpl представляет собой емкость связи, а Lw - индуктивность проводов, подключенных к устройству.  Для схемы фиг.1 емкость связи Ccpl состоит из параллельно включенных Cx1, Cx2 плюс, возможно, емкостей, привносимых внешними устройствами.

Индуктивность Lw представляет суммарную индуктивность всех проводников на пути помехи, за исключением индуктивности земли на рассматриваемом участке (в нашем случае - на участке "а"-"б" фиг.1), которая обозначена как Lgnd. Предположим, что индуктивность земли Lgnd равна 10 нГ, а индуктивность остальных цепей - 100 нГ.

Для ориентировки, печатный проводник шириной 5 мм и длиной 10 мм имеет индуктивность более 10 нГ; проводник шириной 0.35 мм и длиной 10 мм - примерно 17 нГ. Квадратный полигон размерами 25х25 мм имеет индуктивность более 20 нГ.


Фиг.3

Фиг.3 показывает падение напряжения на Lgnd для следующих случаев:

  • Сcpl=10 пФ, Lw=100 нГ
  • Сcpl=100 пФ, Lw=100 нГ
  • Сcpl=0.1 мкФ, Lw=100 нГ
  • Сcpl=0.1 мкФ, Lw=0

При прохождении помехи на индуктивности внутренней земли устройства создается падение напряжения достаточное для сбоя.


- Начало -  - Назад -  - Вперед -