от другого. cJto позволяет считать, что интенсивность помех при межмодульных взаимодействиях зависит от расстояний, как и в случае внутримодульных помех.

Следует иметь в виду, что переход от аналоговых к дискретным методам передачи сигналов связан с существенным расширением обрабатываемого спектра. Это значительно усложняет, выполнение требований ЭМС в изделиях микроэлектроники. .

Применение экранов для защиты микросхем от посторонних электрических и магнитных полей может привести к увеличению массы аппаратуры. В некоторых случаях экраны могут одновременно выполнять функции теплоотвода от отдельных микросхем. Иногда необходимость экранирования приводит к тому, что устройство, которое могло бы быть выполнено в виде единого интегрального узла, приходится разбивать на несколько самостоятельных модул.ей, усложняя при этом внешние (межмодульные) связи.

В микроэлектронике используется несколько методов экранирования.

Если тонкопленочная или полупроводниковая интегральная схема располагается на одной стороне подложки, то электропроводная пленка, нанесенная на другую сторону подложки может служить экраном и иногда выводится из корпуса микросхемы для подключения к корпусу устройства. Несколько таких схем могут быть надежно экранированы одна от другой с помощью ука-. занного метода, причем неэкранированными остаются только края подложки.

Другой метод экранирования состоит в том, что на корпус микросхемы (кроме мест, прилегающих к выводам) наносится проводящее покрытие, которое затем заземляется.

Применяют также метод, при котором микросхему помещают в стандартный металлический корпус. В микроэлектронике чаще всего используют /?С-фильтры или фильтры с относительно большими емкостями. Для получения небольших индуктивностей может быть использовано входное сопротивление транзистора, имеющее индуктивный характер; однако опыт- применения схем, основанных на этом- принципе, пока невелик. Одним из направлений лабораторных исследований является использование комбинаций некоторых материалов с целью получения необходимых значений индуктивности.

8.6, ПОМЕХИ В АППАРАТУРЕ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И В ЭВМ

Цифровые методы находят все большее применение в технике связи, в обработке данных, в системах контроля и отображения информации; современные требования, предъявляемые в таких системах к скорости переработки и прохождения информации, приводят к уменьшению длительности импульсов и, следовательно, к увеличению ширины их спектра. Это, в свою очередь, обусловливает возрастающие трудности в подавлении помех и защите от них.

Отличительной чертой цифрового оборудования является возникновение ошибок в обрабатываемой информации при появлении помех в линиях питания, управления или в сигнальных цепях.

Цифровая аппаратура, содержащая большое число полупроводниковых переключающих схем, может служить также источником помех. При этом уровень создаваемых помех и степень восприимчивости этой аппаратуры к помехам, воздействующим извне, зависят от схемных решений, конструкции, способов установки и монтажа, а также от близости источников помех.

При проектировании и реализации систем обработки цифровой информации следует учитывать требования как к восприимчивости таких систем к внешним помехам, так и к интенсивности создаваемых ими помех. Эти требования могут быть выполнены с помощью защиты цепей, особенно критичных к помехам, а также общих схемных методов: применения высокочастотных помехозащитных фильтров, логики, обеспечивающей минимизацию чувствительности и уровня создаваемых помех.

В цифровой аппаратуре используется бинарное представление информации в виде совокупностей нулей и единиц- битов. Бит может быть представлен одним из двух устойчивых состояний соответствующего бистабиль-ного устройства. При использовании таких цепей в системах обработки цифровой информации стремятся по возможности снизить время перехода этих цепей, из одного состояния в другое.

Бинарные узлы отличаются способностью восстанавливать параметры импульсов и уровней, если эти импульсы (уровни) претерпели искажения из-за воздействия шума, ограничения полосы, пропускания или по

другим причинам. В таких устройствах достаточно, чтобы уровень информационного сигнала превысил их порог срабатывания. В этом случае на выходе цепи появляется сигнал с практически неискаженными параметрами. Однако именно это свойство цифровых устройств приводит к ошибкам при воздействии помех.

Если помеха уменьшает уровень сигнала ниже порогового или, наоборот, сама имеет уровень, превышающий уровень срабатывания, устройство воспринимает это соответственно как полное исчезновение или появление лишнего информационного сигнала. Для получения больших скоростей переключения используются схемы, рассчитанные на незначительные уровни сигналов, что приводит к возникновению импульсного шума переключения.

Помехи, возникающие в цифровом оборудовании, обусловлены главным образом большим количеством узлов, переключающихся с высокой скоростью. Эти помехи непосредственно связаны с организацией ЭВМ, ее функциями, с синхронизацией и типом логики, на которой построена ЭВМ. ЭВМ может содержать очень большое число элементов, работа которых определяется схемами синхронизации и представляет собой источник (и рецептор) широкополосных помех. Поскольку степень влияния помех на устройства ЭВМ в значительной степени определяется типом выбранной логики, то от помехоустойчивости этой логики сильно зависят характеристики конструкции ЭВМ, причем чем более помехоустойчива логика, тем менее критичным оказывается влияние конструкции.

Наиболее часто перед разработчиками и конструкторами цифровой аппаратуры стоят следующие вопросы:

- каковы должны быть шины питания и типы проводов;

- разделять ли земли для сигнальных цепей и для экранов и корпусов или делать общую землю ;

- экранировать ли каждый цифровой модуль,

~ каковы требования к шкафной конструкции для пр оектиру емого обор удов ания;

- необходима ли установка фильтров в цепях, выходящих из шкафа, в частности, в шинах питания.

В табл. 8.1 приведены результаты испытаний интегральных микросхем, построенных на основе различных типов логики. Испытывались устройства с относительно