План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей




Скачать 54.06 Kb.
НазваниеПлан лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей
Дата публикации27.05.2013
Размер54.06 Kb.
ТипЛекция
vbibl.ru > Физика > Лекция
Лекция 14

Помехи в сигнальных цепях ЭВМ

План лекции:

  1. Общие положения

  2. Классификация помех

  3. Основы операторного метода расчета электрических цепей

  4. Операторные схемы замещения элементов электрических цепей


Общие положения

Надежность и долговечность работы ЭВМ в значительной мере определяется их помехоустойчивостью по отношению к внешним и внутренним случайным и регулярным помехам. От правильного решения задачи обеспечения помехоустойчивости узлов ЭВМ зависит нормальное ее функционирование в процессе эксплуатации. Особую актуальность борьба с помехами приобретает в сетях ЭВМ. Это возникает по следующим причинам:

– рост задержек сигналов в линиях связи по сравнению с задержками логических элементов, связанный с ограниченностью скорости распространения сигналов в линиях связи и переходными процессами в них;

– уменьшение энергетического уровня информационных сигналов (повышение быстродействия путем повышения частоты, снижения перепада напряжений) и увеличение энергетического уровня внешних помех вследствие повышения энерговооруженности предприятий;

– возрастание взаимовлияния сигналов из-за увеличения плотности размещения элементов, применение ЭВМ в устройствах и системах с заведомо высоким уровнем помех (заводы, бортовые системы);

– усложнение систем (увеличение числа внешних устройств, которые содержат большое количество электромеханических устройств, и длин линий связи).

Связи между устройствами ЭВМ могут осуществляться:

– «в навал», одиночными проводами обычного монтажа;

– одиночными проводами над заземленной плоскостью;

– жгутами;

– печатными проводниками;

– тонкопленочными проводниками;

– витыми парами;

– плоскими кабелями;

– радиочастотными кабелями.

В зависимости от соотношения длительности фронта передаваемого сигнала и времени распространения его по линии связи последние разделяют (для случая анализа) на электрически длинные и электрически короткие линии.

Линия считается электрически короткой, если

,

где t1,0 – время переключения сигнала из 1 в 0;

t0,1 – время переключения сигнала из 0 в 1;

l – длина линии связи;

vp– скорость распространения сигнала в линии связи.

На практике при отсутствии реактивных составляющих сопротивления линии связи принимают



 – диэлектрическая постоянная среды;

– скорость света, 3.00108 м/сек.

Линия связи считается электрически длинной линией, если

или .

ДЛС иногда определяют по соотношению длины линии к длине волны l/λ (если l/λ>0,05 – длинная линия связи). В другом случае, ДЛС считается такая линия, в которой время распространения сигнала в линиях связи намного превышает время нарастания фронта, и переходные процессы в такой линии различны в разных точках.

Граничное значение длины линии связи lkp, при конкретной длительности фронта передаваемого сигнала tфр, когда ее еще можно считать электрически короткой, оценивается из соотношения

,

где – нсек, – м; – 0,06 м/нсек.

Таблица оценочных значений lkp, для различных типов выходных каскадов логических элементов имеет вид:

Схемотехника, технология

, нс

, мм

p МДП

100

6*103

k МДП, И2Л

20

1,2*103

n МДП

15

900

ТТЛ

10

600

ТТЛШ

5

300

ЭСЛ

2

120

Как правило, при подключении периферийных блоков к ЭВМ (принтеров, дисководов, мониторов) связи можно рассматривать как электрически длинные. Доля электрически длинных линий с ростом быстродействия увеличивается. При расчетах ЭДЛ (электрически длинные линии) описываются системами с распределенными параметрами. ЭКЛ (электрически короткие линии) – системами с сосредоточенными параметрами.

^ Электромагнитная помеха для вычислительного устройства – это внешнее или внутреннее электромагнитное, магнитное или электрическое явление, , приводящее к искажению дискретной информации во время ее передачи, преобразования, хранения, или способное оказать такое влияние.


^ Классификация помех

Помехи могут быть квалифицированны по разделяющим признакам:

По способу передачи от источника к приёмнику: пространственные и кондуктивные (приходящие через гальванически связанные цепи).

По характеру воздействия на дискретную информацию при ее передаче по линиям связи помехи делятся на:

1) задержки передачи импульсов;

2) искажения фронтов импульсов;

3) искажения формы импульсов;

4) постоянные смещения уровней напряжения питания;

5) искажения уровней передаваемых потенциалов;

6) уменьшение амплитуды передаваемых импульсов;

7) динамические нестабильности напряжения.

Причины, вызывающие задержку передачи импульсов:

– конечная скорость распространения электромагнитных волн в линиях связи;

– искажения фронтов из-за реактивности составляющих входных и выходных цепей;

– отражения в линиях связи, наводки от внешних цепей.

Причины искажения фронтов:

– реактивный характер электрически коротких линий связи;

– отражения в электрически длинных линиях связи;

– взаимные и внешние наводки.

Причины искажения уровней передаваемых потенциалов:

– взаимные и внешние наводки в сигнальных проводниках;

– погрешности источников питания.

Причины ослабления амплитуды:

– затухание сигналов в электрически длинных линиях связи;

– высокое относительное значение сопротивления в электрически коротких линиях связи.

Причины постоянного смещения уровней напряжения питания – конечность омического сопротивления шин «питание» и «земля».

Причина динамической нестабильности напряжения питания – индуктивность шин «питание» и «земля» и колебательный характер переходных процессов в цепях питания при импульсных нагрузках.

По источнику создания помехи делятся на внешние (наводки, создаваемые внешними устройствами) и внутренние (конкретные линии связи в самом устройстве).

По месту возникновения – помехи в сигнальных линиях связи и помехи в цепях питания.

По результатам воздействия на полезный сигнал различают помехи аддитивные и мультипликативные.

По времени появления различают случайные и регулярные помехи.


Основы операторного метода расчета электрических цепей

Пусть функция f(t) – однозначная, ограниченная, равная нулю при t<0 и удовлетворяющая условиям Дирихле. Тогда изображением по Лапласу называется выражение вида

.

Отношение между оригиналом f(t ) и изображением F(p) обозначается

.

Свойства изображений функций:

  1. свойство линейности:

Если , , … , , то



  1. Теорема об изображении производной.

Если

,

то

Доказательство:

(1)

Известно, что

.

Обозначим , ,

тогда , .

Следовательно, выражение (1) принимает вид:

,

что требовалось доказать.

  1. Интеграл

  2. .

4) Если функция – константа, то

.

  1. Если функция равна exp(αt),

то ;

 - комплексное число.

Операторные схемы замещения элементов электрических цепей

1) Сопротивление



,





Схема замещения представлена на рисунке.

2) Индуктивность



Преобразование Лапласа:





3) Емкость






4) Источник ЭДС

Если e(t) – постоянная величина, равная E, то преобразование Лапласа для эквивалентного источника в операторной форме будет иметь вид E/p.



Поиск функции времени – оригинала по изображению осуществляется с помощью теоремы разложения. Для этого операторную функцию разлагают на сумму элементарных дробей, для которых заранее известны оригиналы.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconPaRi метод для расчета электрических цепей с переменными (перестраиваемыми) параметрами
Предложена конечно-разностная схема сквозного счета для расчета нестационарных и установившихся режимов электрических цепей с переменными...

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconЭлектрические цепи переменного тока тема элементы и параметры электрических...
В общем случае цепь переменного тока характеризуется тремя параметрами: активным сопротивлением R, индуктивностью L и емкостью С....

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconМетодическое пособие по выполнению контрольной работы №1 по теме «Расчет электрических цепей»
Электротехника и электроника: Методическое пособие по выполнению контрольной работы по теме «Расчет электрических цепей» / В. И....

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconА. Н. Туполева в. А. Михайлов основы теории цепей
Михайлов В. А. Основы теории цепей: Учебное пособие по практическим занятиям. /Под ред. Е. Ф. Базлова. Казань: Изд-во Казан гос....

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconРейтинг-план по дисциплине П. 24 Рабочие процессы, конструкция и...
П. 24 – Рабочие процессы, конструкция и основы расчёта тепловых энергетических установок

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconПлан лекции: Статистика бюджетной системы, как составная часть статистики...
Методология расчета и анализа показателей доходов и расходов государственного бюджета

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconПлан лекции Введение Распространение сигналов в эдлс примеры расчета искажений сигналов
Такая линия рассматривается как электрически длинная и описывается системами с распределенными параметрами

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconЗакон Ома и расчет простейших электрических цепей. Законы Кирхгофа...
Электрическим током называется направленное движение электрических зарядов (например, в канале молнии, в проводе, в электронно-лучевой...

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей iconОбщие положения
Обосновывается новое структурное построение частных криминалистических методик в свете концепции указанного метода

План лекции: Общие положения Классификация помех Основы операторного метода расчета электрических цепей icon«Расчет на ЭВМ характеристик выходных сигналов электрических цепей»
Постановка задачи в настоящей работе, связанной с решением задач машинного анализа

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница