有关数据传输的设计盲点

　　【传输波形歪斜，通信不稳】

　　※现象

　　传输波形歪斜、通信状况不稳等问题，通常是发生在数据传输率极高的数字数据传输线路，例如Line Drive与Receive等电路。该电路是经由系统主机进行因特网数据传输，因此一般是利用包覆型电缆（Twist Pair Cable）以差动电压作数据的收发。电压规格则是根据EIA-485的规范，在同一传输线路作复数Node连接。Topology是属于包裹式Bus联机，它的两端是利用与Cable特性阻抗（Impedance）相同的Impedance Terminate作终端。由于传输距离在Net Work可能高达数公尺，机器内部可能会遭受马达、Solenoid等电洞（Surge）电压的侵袭，连接器（Connector）必需承受反复插拔，基于保护Line Drive与Receive等考虑，因此插入如图4-1所示的二极管（Diode）Clump电路，由于该二极管具备耐电洞冲击特性，因此经常被应用于Switching Power Supply的电源整流。

　　※原因分析

　　二极管一旦被施加逆电压时，二极管内部的PN接合处会产生静电容量，进而造成Line Drive与Receive的阻抗（Impedance）受到影响。

　　※对策

　　理论上利用Pulse Transformer作绝缘是最佳对策，不过事实上却不易达成，因此改用PN接合处静电容量较低的二极管作对策。由于Data Sheet并未记载有关二极管的静电容量相关数据，因此祇能依靠反复的实验才能决定二极管的的型号。一般而言顺电流的最大绝对定格值越大，相对的二极管的PN接合处面积也越大，静电容量也随着增大，换句话说基本上祇要选用最大绝对定格值较小的二极管即可，不过必需注意的是最大绝对定格值如果太小时，二极管较易受到电洞电压的破坏，因此本对策采用ST Micro Electronics的DA112S1 Diode Array。

　　【信号泄漏至邻近频道】

　　※现象

　　随着电路低电压、高速化，使用传统74LS系列TTL IC的机会逐年降低，不过未来仍有可能将72LS244 IC当作输出入的缓冲器（Buffer）。图5-1是将72LS244 IC当作Switch的Input使用，该电路为了减低外部噪讯混入Switch A，因此72LS244 IC附近插入防噪讯用电容（Condenser），不过当该Switch A ON的瞬间，邻近电路也会同时出现Output现象，最后变成设计失败例。

　　※原因分析

　　原先怀疑是Switch A ON时，短暂（Transient）电流流成为Cross Talk，流入邻近的Input Line，造成邻近电路误动作，然而确认噪讯Margin并无任何不妥，因此调阅Data Book检讨内部等价电路，认为LS-TTL的设计才是问题的根源，所以采取如图5-2的对策，利用负的输入电压产生寄生Transistor，不过Pattern的电感（Inductance）与噪讯去除用电容所形成的LC共振电路，却因Switch ON的动作增加额外的Step电压变化，进而发生衰减振动造成IC的输入电压变化负的时间，内部的寄生Transistor引进邻近Gate内部的寄生Transistor，最后导致邻近电路误动作。

　　※对策

　　追加衰减（Damping）电阻就可以解决Switch A ON时的误动作问题，换言之设计数字电路时除了理论计算之外，更应充分阅读相关的Data Book。