Сохранение целостности электрических сигналов. Пособие схемотехникам и конструкторам печатных плат
к нулю. Для других сигналов спектр будет иметь другой вид. Важно понять, что спектр, в данном случае, бесконечен, но основной вклад в форму сигнала вносят первые несколько гармоник. Ширина полосы частот линии передачи также должна быть минимум в пять раз шире частоты последовательности импульсов.
Для одиночного импульса ширина полосы частот будет определяться временем нарастания фронта tR
f = 0,35/tR
где f – верхняя частота, определяющая полосу пропускания линии передачи.
Чем больше гармоник будет использовано при сложении, тем более точно можно будет воспроизвести форму сигнала.
В таблице 1 показаны примерные значения времени нарастания импульса и ширина полосы частот для наиболее распространенных стандартов.
На рисунке 9 показаны возможные искажения формы импульса.
В форме прямоугольного импульса напряжения, прошедшего через линию передачи, не должно быть искажений на фронте и спаде (фронт и спад должны быть монотонными или линейными), не должно быть резких выбросов в вершине и нижней части импульса. Амплитуда или размах импульса должны соответствовать значениям, заданным в стандарте для приемника сигнала. Площадка или вершина импульса должна быть ровной.
Завал или затягивание фронта могут говорить об ограничении спектра импульса вследствие чрезмерной емкостной нагрузки. Спад вершины может свидетельствовать о «завале» в области нижних частот амплитудно-частотной характеристики линии передачи. Провал в вершине импульса может быть вызван резонансными явлениями, влиянием отраженного сигнала, помехи. В таблице 2 представлены основные виды искажений.
Для оценки качества линии передачи часто используют глазковую диаграмму. Если на экране осциллографа записывать все новые формы периодической последовательности импульсов, при этом, не удаляя старые осциллограммы, дрожание фронта, временные и амплитудные отклонения от среднего значения, вызванные искажениями в результате отражений, завала фронтов, шумами приведут к визуальному размытию и утолщению этих частей импульса.
Если глаз открыт, говорят, что линия обеспечивает неискаженную передачу сигналов.
Если глаз закрыт, линия не обеспечивает достоверную передачу данных.
Влияние емкости на работу электрических схем
Конденсатор, в общем случае, это электрический элемент с двумя проводящими обкладками и слоем диэлектрика между ними. Если рассматривать линию передачи, в ней всегда есть проводник (одна обкладка конденсатора), слой диэлектрика печатной платы между проводником и опорный слой (вторая обкладка конденсатора). Если речь идет о цепях, полигонах или слоях питания, одной обкладкой можно считать слой или полигон напряжения питания, второй обкладкой можно считать слой или полигон земли.
Емкость