Схемотехника цифровых, аналого-цифровых и цифро-аналоговых устройств. Корнев Е.А. - 80 стр.

     9) Составьте отчет.

     6.2 Практикум "Шины передачи данных"

      Целью практикума является изучение схемотехнических приемов согла-
сования маломощных выходных цепей БИС с шинами данных с учетом физи-
ческих свойств длинных линий.
      При передаче цифровых данных с достаточно высокой скоростью и на
относительно большие расстояния возникают специфические проблемы. На
форму высокочастотного сигнала при этом существенно влияют: емкостной ха-
рактер нагрузки вентилей, синфазные перекрестные помехи и эффекты "длин-
ной линии" (отражения от несогласованной нагрузки). Некоторые из перечис-
ленных проблем могут возникать даже на отдельной печатной плате. Для обес-
печения надежной передачи цифровых сигналов обычно применяют специаль-
ные методы и соответствующие интегральные схемы.
      Действиям помех наиболее подвержен маломощный сигнал. Особенно,
если он передается на значительное расстояние. Источниками помех могут яв-
ляться как внешнее электромагнитное излучение, так и внутренние переходные
процессы в системе. Чтобы уверенно выделять полезный сигнал среди помех
необходимо, прежде всего, обеспечить уровень сигнала существенно превосхо-
дящий средний уровень помех. Для защиты от электромагнитных помех при
передаче сигналов применяют также “витые пары” или экранированный кабель
для прокладки шин. Шины, выполненные таким образом, обладают повышен-
ной емкостью. Емкостной характер нагрузки (при сохранении высокой скоро-
сти передачи данных) требует в свою очередь повышенной мощности выход-
ных вентилей. Работа же мощных и быстродействующих вентилей сопряжена с
большими импульсными токами при переключениях. Это ведет к кратковре-
менным выбросам напряжения в цепях питания этих элементов. Таким обра-
зом, выходные вентили, работающие на шины, становятся сами мощными ис-
точниками помех, распространяющихся как по цепям шин передачи данных,
так и внутрь системы по цепям питания. Избавиться от этих помех крайне
сложно.
      Длинные шины и сами по себе могут стать причиной искажения сигнала.
Это связано с эффектом "длинных линий", который приводит к тому, что несо-
гласованная линия отражает высокочастотный сигнал от концов шины (и от
других неоднородностей) и сигнал многократно накладывается сам на себя. В
результате чего искажается форма сигнала.
      Для того, чтобы избежать перечисленных неприятностей шинную схемо-
технику организуют специальным образом. Для формирования выходного сиг-
нала используют специальные шинные формирователи - мощные ключи, спо-
собные в целях согласования по волновому сопротивлению и для быстрого пе-
резаряда емкостной нагрузки работать на низкоомные цепи. Во входных цепях
принимающей стороны используют обычно триггеры Шмитта. Для компенса-



                                                                       80