§ 2.6. Методы уменьшения помех в электрических соединениях цифровых узлов

Уменьшение помех в электрических соединениях цифровых узлов РЭС достигается схемотехническими, конструкторскими и техно­логическими методами.

К схемотехническим методам относятся: 1) использование элементной базы с максимальной помехоустойчивостью; 2) при­менение LC-фильтров в цепях питания; 3) компенсация помех (например, использование скрученных пар проводов); 4) применение амплитудного и временного стробирования и т. д.

К конструкторским методам относятся: 1) уменьшение числа конструкторско-технологических типов линий связи в одной цепи; 2) ослабление паразитной связи путем разнесения источников и приемников помех либо ортогонального расположения проводни­ков в соседних слоях печатной платы, уменьшения длины взаимодействующих участков линий, использования материалов с малой диэлектрической проницаемостью; 3) увеличение числа точек заземления и сечения шин питания; 4) частичное экранирование печатных плат (рис. 2.35) или введение межобмоточных экранов в трансформаторы; 5) уменьшение размеров контактных соединений, например путем замены разъемных соединений на неразъемные, в частности эластомерные.

К технологическим методам относятся: 1) увеличение одно­родности линий одного технологического исполнения (печатный проводник, коаксиальный кабель и т. д.); 2) уменьшение разброса параметров элементов схемы благодаря изготовлению их в едином технологическом цикле (например, пар транзисторов схем ЭСЛ); 3) освоение производства изделий с улучшенными свойствами (кабельных изделий с экраном, эластомерных ко­нтактов).

При размещении конденсаторов фильтров в цепях питания цифровых (логических) ИС пользуются рекомендациями руководя­щего технического материала по применению данной ИС. При использовании частичного экранирования печатных плат (рис. 2.35) коэффициент емкостной связи уменьшается при введении как заземленного проводника (уменьшается ), так и экранирующей плоскости (увеличивается ). Увеличение сечения шин питания достигается при использовании навесных шин слоистой конструкции (рис. 2.36) или отдельных слоев печатных плат в качестве шины с нулевым потенциалом. Слои могут выполняться в виде сплошных листов или сетки. При этом в печатных проводниках с увеличенной шириной или сплошных слоях выполняют отверстия (рис. 2.37), предназначенные для отвода выделяющихся при пайке газов. Для увеличения прочности сцепления проводников с основанием платы типа ДПП в плате делают дополнительные металлизированные отверстия (рис. 2.38).

Рис. 2.35. Экранирование печатных полосковых линий шиной снулевым потенциалом (1) и металлической пластиной

Для повышения технологично­сти электрических соединений сле­дует выбирать такие элементы (на­пример, ТТЛ), чтобы допуски на разброс параметров линий связи были как можно большими, число типов соединений—как можно меньшим (например, только печатный монтаж и монтах одиночным обьемным проводом. При выборе способов межконтактной коммутации и контактирования надо стремиться использовать групповые технологические процкссы (печатный монтаж плоские кабели, групповые методы контактирования) и автоматизированные методы (монтаж накруткой, стежковый монтаж с контактированием пайкой и сваркой, пайкой волной припоя и т. д.). Особое внимание необходимо обращать на то, чтобы последующие технологические воздействия не оказали отрицательного влияния на результаты предыдущих операций. Так, если платы с помощью металлизированных отверстий производится пайка нескольких близкорасположенных контактов одной линии связи, то каждая последующая пайка должна производиться более легкоплавким припоем во избежание разрушения предыдущих паек. То же самое относится к герметизации корпуса пайкой или сваркой, если внутри находятся чувствительные к перегреву элементы. В этом случае можно осуществить теплоотвод от корпуса, исключающий перегрев элементов внутри корпуса.

Рис. 2.36. Навесная шина питания слоистой конструкции (а) и пример выполнения сетчатого слоя питания и заземления (б): 1 — шина питания; 2—диэлектрик; 3 — шина с нулевым потенциалом

Рис. 2.37. Примеры выполнения экранов печатного монтажа

Рис. 2.38. Дополнительное крепление печатного проводника к основанию

При разработке конструкции электрических связей необходимо обращать внимание на возможность доступа к отдельным частям при изготовлении и ремонте без полной разборки. Для этого отдельные части подключают с помощью разъемных соединителей и допускается разгерметизация и повторная герметизация гермо-корпусов.