互容与串扰的关系及互容测量方法

标签:互容串扰
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假设已知一个互容的值为CM,电路的上升时间为T,接收电路的阻抗为RB,我们可以按驱动波形VA的相对值来估算串扰。

 

首先求出波形VA的单位时间电压变化的最大值,其中△V为驱动波形的阶跃幅度,TR是驱动波形的上升时间:DVA/DT=△V/TR

 

接下来,采用下式,计算从电路A流到电路B的互容电流:IM=CM △V/TR

 

用于扰电流IM乘以RB计算出干扰电压,再除以△V,把这个结果表示成一个相对形式的干扰电平。

串扰=RBIM/△V=RBCM/TR

 

在实际情况中,涉及多个干扰源,分别估算每对元件之间的互容,然后把每个接收电容的部分串扰加起来,如果一个干扰电平仅为2%,总计超过5个相邻干扰源,对于一个TTL系统,得到的干扰是500MV。这已经超过了典型的TTL噪声容限,表示已经是一个严重的问题。

 

例:互容的测量

 

图1.16描述了一个涉及互容耦合的情况。两个1/4W的碳膜电阻的中心间距为0.1IN。安装在0.063IN厚的环氧树脂印刷电路板上。印刷电路板的焊接面是一个完整的地平面,元件面没有覆铜。电阻牢固地插接在印刷电路板的元件上,在地面上方0.063IN处。在电阻R2的一端注入测试信号,在电阻R3相反的一端测量感应电流。在这一安排中,把输入和输出同轴电缆的连接隔开了,减少了直接的馈通。端接电阻R1是一个1/8W电阻,安装在电路板焊接面上。脉冲发生器使用了反向端接,与示波器的端接器相同。

 

 

 

图1.17描述了这个装置的测量结果。屏幕上部的记录是按5NS/刻度,同时显示驱动波形和干扰电压。驱动波形的上升时间约为800PS。下部的屏幕只显示了干扰电压,显示比例为500PS/刻度。

 

 

 

可以用与式类似的面积公式来估算出互容。其中,总的电流为:面积/RB,等于电压的阶跃变化值乘以互容。互容等于:

使用式:串扰=RBIM/△V=RBCM/TR,可以校验在上升时间为800PS时的预期峰值干扰电平:

式只是基于测量到的面积,把该预测与实际测量的峰值干扰进行比较: