7.30-8.1 全数会2025(第六届)机器人及智能工厂展
火热报名中>>
数字电路设计盲点实例与对策分析
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。

图片新闻
技术文库
最新活动更多
-
3月27日立即报名>> 【工程师系列】汽车电子技术在线大会
-
在线会议观看回放>>> AI加速卡中村田的技术创新与趋势探讨
-
4月30日立即参与 >> 【白皮书】研华机器视觉项目召集令
-
5月15-17日立即预约>> 【线下巡回】2025年STM32峰会
-
即日-5.15立即报名>>> 【在线会议】安森美Hyperlux™ ID系列引领iToF技术革新
-
5月15日立即下载>> 【白皮书】精确和高效地表征3000V/20A功率器件应用指南
推荐专题
发表评论
请输入评论内容...
请输入评论/评论长度6~500个字
暂无评论
暂无评论