Обеспечение помехозащищенности аппаратурных средств вычислительной техники.

1.Уменьшение помех в аппаратуре,собранной на интегральных микросхемах. Для подавления помех,вызванных ударами молнии в силовые линии,переключениями реле,переходными процессами при пуске электродвигателя,электрическими разрядами в аппаратуре или вблизи нее,высокочастотными полями и т.д. необходима тщательная проработка цепей питания, заземления, экранирования, топологии печатных плат с учетом конкретных характеристик интегральных схем.

 Необходимо помнить,что ИС ТТЛ-типа,представляющие собой токовые приборы с малым входным сопротивлением,особенно чувствительны к разности потенциалов цепей питания между отдельными ИС,возникающей из-за паразитных токов.

 ИС МДП-типа управляются напряжением и имеют высокое входное и малое выходное сопротивление,поэтому они особенно чувствительны к излучаемым помехам.Вторичная чувствительность к паразитным токам возникает в результате помех от соседних проводников,по которым передаются импульсные сигналы.

 Линейные ИС имеют высокое входное и малое выходное сопротивления.В отличие от цифровых ИС для линейных ИС не указываются диапазоны напряжений.Шумовые выбросы могут просачиваться в усилитель с высоким коэффициентом усиления по шинам питания.

 Для уменьшения восприимчивости аппаратуры на ИМС к электромагнитным помехам на практике необходимо:

 1.Максимально применять развязку по цепи питания,подключая конденсаторы индивидуальной развязки к отдельным микросхемам или группам микросхем.

 2.Выбирать достаточную ширину печатных проводников шин питания.

 3.Не путать шину “земля” с “общей шиной” системы(обратный провод источника питания).ШЗ не должна использоваться для передачи мощности.Проводники “земля” и “общий” необходимо соединять только в одной точке ситемы,иначе образуется замкнутый контур,излучающий помехи в схему.

 4.Питать цепи,потребляющие большой ток,от отдельного источника.В этом случае переменные составляющие тока питания не проникают в шины,подводящие питание к маломощным логическим схемам.Следует иметь в виду,что проводники, передающие резкие изменения тока,индуктивно связаны с соседними проводниками,а последние передают фронты напряжений через емкостные связи соседним участкам схемы.В связи с этим размещению таких проводников надо уделять особое внимание.

 5.Выбирать резисторы утечки с минимальным сопротивлением,допускаемым с точки зрения мощности потребления или других условий.Это особенно важно в ИС

МДП-типа.

 6.В устройствах,построенных на ИС ТТЛ-типа,неиспользуемые логические входы надо подключить к положительной шине “питание” через резистор 1 КОм.В устройствах на МДП ИС неиспользуемые логические входы подключаются соответственно к положительной или отрицательной шинам,т.к. в противном случае может возникнуть состояние неопределенности в работе ИС.

 7.Применять в линейных устройствах резисторы и конденсаторы,имеющие допуск на разброс параметров до 1%. Исключение могут составлять резисторы утечки и конденсаторы блокирующих цепей,где допускается 20%-ный разброс параметров.По окончании разработки следует изучить влияние изменения параметров компонентов на работу схемы.

 Если указанные меры не дают желаемого эффекта,можно применить фильтрацию сетевого напряжения и экранирование. Корпуса из металла или с проводящим покрытием,как уже говорилось,в значительной степени ослабляют внешние помехи. Окна,образуемые индикаторами,шкалами или измерительными приборами,можно закрыть медными экранами.Фильтры сетевого напряжения обеспечивают защиту от помех из силовой сети,но их необходимо согласовать с аппаратурой.

 Таковы общие рекомендации;рассматривать же что-либо более определенное не имеет смысла,т.к. для элементов разных типов(КМДП,ТТЛ,ЭСЛ...)меры по уменьшению помех,несмотря на всю схожесть,различны.

Заключение.

  Надежность и достоверность работы электронных вычислительных  машин в существенной степени определяются их помехозащищенностью по отношению к внешним и внутренним,случайным и регулярным помехам.От правильного решения задачи обеспечения помехоустойчивости элементов и узлов ЭВМ зависят как сроки ее разработки,изготовления и наладки,так и нормальное ее функционирование в процессе эксплуатации.Наиболее успешная борьба с помехами возможна лишь в том случае,когда разработка электрических схем и конструкций элементов и узлов ЭВМ неразрывно связаны.

 Аналогичный подход справедлив и для всех прочих устройств.

Методов снижения шумов в устройствах и повышения помехоустойчивости устройств на порядок больше,чем самих шумов и видов помех,т.к. для каждой конкретной схемы существуют свои оптимальные методы уменьшения помех.

Это ужасно с точки зрения перебора и применения методов, кроме того,требует большой практической сноровки;но все,чего мы можем добиться-лишь в той или иной степени подавить шум или помеху.   

Литература.

П.Хоровиц,У.Хилл.

Искусство схемотехники-М:Мир,1993 г.,т.т.2,3.