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.