Современная электроника №7/2026

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 64 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2026 К примеру, ограничивая индуктив- ный шумовой «пик» на уровне 100 мВ, при токе 20 мА и времени нарастания 4 нс, получим: (0,4 В)(4 нс)/20 мА = 80 нГн. Заметим, что в дополнение к локальной развязке очень быстрых переключений также необходима развязка «пиков», генерируемых ИМС на плате. Для раз- вязки устанавливают конденсатор боль- шой ёмкости для сглаживания длинных временны́х периодов. Чтобы показать, как развязыва- ние влияет на шум в цепях питания в реальных ситуациях, рис. 10 показы- вает переходные процессы источни- ка питания, которые возникают при выборе различных величин развязы- вающих конденсаторов. В этом при- мере переключается один элемент ИС типа 74HC00, и 1, 4, 7, 10 и 100 нФ кон- денсаторы подключаются к источнику питания проводниками длиной при- близительно 10 см. Рисунок 11 представляет подобные результаты, полученные для прибо- ра типа 74HC74. Следует заметить, что в обоих случаях (хотя ситуация без блокировочного конденсатора не показана) даже 1 нФ конденсатор значительно уменьшает переходные напряжения. Основываясь на эмпирических или теоретических рассуждениях, мож- но определить набор руководящих принципов. Эти практические прин- ципы служат только как основание для системы, которая должна обе- спечивать хорошие результаты. Сле- довательно, существует некоторая «свобода действий» в случае их при- менения в практических конструкци- ях. Как эмпирическое правило, обычно хорошей практикой конструирования является ограничение шумов VCC и «земли» до уровня меньше, чем 250 мВ. Прежде чем представить руководя- щие принципы, исследуем некоторые сравнительные свойства более ран- них КМОП, HC, HCT и LS-ТТЛ прибо- ров. Во-первых, из-за более высоких скоростей и больших выходных токов требования к развязке цепей источ- ника питания для HC-приборов более строгие, чем для более ранних КМОП- приборов с металлическими затвора- ми. По сравнению с теми же требо- ваниями для LS-ТТЛ требования для HC/HCT подобны или немного строже, в зависимости от приложения. Кроме того, для произвольной логи- ки 54HC/74HC и 54LS/74LS подобны, но в приложениях управления шинами HC приборы могут производить боль- шие пики. И наконец, HCT-логика требует лучшего заземления, чем HC-логика. В действительности меры по конструированию на её основе близко соответствуют LS-ТТЛ. Однако, как и HC, HCT создаёт большие пики по шине питания VCC в приложениях управления шинами. Теперь представим руководящие принципы. ● Делайте разводку шин питания как можно короче. При использовании двухсторонних или многослойных печатных плат применяйте поло- сковые линии, линии передачи или «земляные» слои. ● Делайте шины «заземления» как можно короче, и на печатных пла- тах делайте их как можно шире, да- же если ширина трассы изменяется. Используйте отдельные «земляные» дорожки, чтобы запитать сильно- точные приборы, такие как реле и драйверы линий передач. ● В системах, совмещающих линей- ные и логические функции, и где шум источника питания критичен для производительности аналого- вых компонентов, используйте от- дельные шины питания или даже отдельные источники питания. ● При использовании местных стаби- лизаторов блокируйте их входы с по- мощью танталового конденсатора ёмкостью не менее 1 мкФ (рис. 12а) и шунтируйте их выходы тантало- выми или электролитическими кон- денсаторами в диапазоне от 10 до 50 мкФ (рис. 12б). ● Если система использует центра- лизованный стабилизированный источник питания, используйте танталовый электролитический конденсатор ёмкостью от 10 до 20 мкФ или алюминиевый электро- литический конденсатор ёмкостью от 50 до 100 мкФ, чтобы развязать шины питания VCC, подключённые к печатной плате. ● Обеспечивайте локальную раз- вязку. Для произвольной логики эмпирическое правило диктует приблизительно 10 нФ на каждые 2–5 корпусов и 100 нФ на каждые 10 корпусов. Эти конденсаторы можно сгруппировать, но более эффективно распределить их меж- ду приборами. Если конструкция имеет значительное количество синхронной логики с выходами, которые переключаются одновре- менно, рекомендуется использовать дополнительную развязку. Тригге- ры и восьмеричные буферы в шин- но-ориентированных схемах также требуют дополнительную развязку. Заметим, что схемы с проводным монтажом могут требовать боль- шей развязки, чем многослойные или печатные платы с «земляным» слоем. ● Для схем, которые управляют ли- ниями передач или большими ём- костными нагрузками (например, микропроцессорными шинами), ис- пользуйте 10 нФ керамический кон- денсатор вблизи с выводами пита- ния прибора. ● И наконец, завершайте общие про- водники линий передач вблизи драйверов. Литература 1. AN-375.pdf. Fairchild Semiconductor Corporation. URL: www.fairchildsemi. com. Рис. 12. Схема показывает способ шунтирования при использовании местных стабилизаторов (а); показывает способ шунтирования при использовании центрального стабилизированного источника (б), при этом желательно использовать танталовые или алюминиевые электролитические конденсаторы