برق قدرت

مقدمه
به جرأت مي توان گفت كه طراحي منطق يك مدار الكترونيكي تنها قسمت كوچكي از كل كاري است كه براي توليد صنعتي آن مدار صورت مي گيرد .
نكاتي از قبيل در نظر گرقتن اثر قطعات بكار رفته در مدار ، طراحي محافظ 1 براي قسمت مختلف مدار ، بكار بردن روش هايي براي كم كردن اثر نويز در مدارها ، طراحي مدار چاپي با رعايت استاندارد لازم (براي كاهش تداخل الكترو مغناطيسي) انتخاب نوع آي سي هاي به كار رفته در مدار ، طراحي فيلتر براي قسمت هاي مختلف مدار ، وجز آن ، همه و همه از مسائلي هستند كه در كارامد بودن مدار اثر سرنوشت سازي دارند . شايد به همين علت است كه كمتر كسي پس از طراحي مدار روي كاغذ ، جرئت مي كند اقدام به ساختن آن كند .
اين مقاله به يكي از اين مسائل يعني كاهش اثر نويز در مدارهاي الكترونيكي پرداخته است ، آن هم از ديدگاهي خاص يعني عرضه روش هاي عملي براي اين مقصود . براي بررسي دقيق تر ، گذراندن درس سازگاري الكترو مغناطيسي (EMC) توصيه مي شود .
سيستم هاي الكترنيكي بايد طوري طراحي و ساخته شوند كه دو شرط زير را داشته باشند .
1- خود منبع نويز نباشند . ( قسمت هاي ديجيتالي مدار ، فرستنده هاي راديويي ، و كامپيوترها ، نمونه هايي از منابع نويز اند )
2- به نويز خارجي حساس نباشند .
به عبارت ديگر سيستم هاي الكترونيكي بايد بتوانند در شرايط صنعتي به خوبي كار كنند و نويز سيتم هاي الكتريكي و الكترونيكي ديگر ( مانند لامپ هاي فلورسنت و نئون ، خطوط قدرت ، فرستنده ها ، وسايل الكترونيك ديجيتال و جز آن) روي آنها اثري نداشته باشد . از طرفي خود اين سيستم ها بايد طوري طراحي شوند كه قسمتي از آنها روي قسمت هاي ديگر تداخل ايجاد نكند . سازگاري الكترو مغناطيسي (EMC)
يك سيستم الكتريكي وقتي داراي سازگاري الكترو مغناطيسي است كه بتواند در محيط الكترو مغناطيسي مورد نظر به خوبي كار كند و خود منبع نويز نباشد .
با توجه به اهميت EMC ، استاندردهاي متفاوتي را مراجع ذيصلاح براي دستگاه هاي الكترونيكي وضع كرده اند . براي مثال FCC 2 استانداردهايي را براي حداكثر تشعشع الكترو مغناطيسي وسايل الكترونيكي دارد و لازم است اين استانداردها به دقت رعايت شوند و گرنه دستگاه هاي ساخته شده اجازه ندارند به بازار عرضه شوند . عوامل لازم براي تاثير نويز عبارتند از : منبع نويز ، كانال كوپلاژ ، و گيرنده نويز .
نويز به روش هاي زير به سيستم هاي الكترونيكي نفوذ مي كند .
● كوپلاژ توسط ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي ( و الكترو مغناطيسي ) مانند تشعشع الكترو مغناطيسي .
● كوپلاژ هدايتي مانند انتقال نويز از طريق خط تغذيه مشترك .
روش هاي مختلفي براي كاهش اثر نويز در مدارهاي الكتريكي وجود دارد . در اين مقاله تعدادي از اين روش ها را به اجمال بررسي مي كنيم و تحقيق بيشتر و دقيق تر را به خواننده وامي گذاريم .
1 زمين كردن صحيح
همانطور كه مي دانيد كابل هاي استاندارد تغذيه سه سيم دارند : فاز ، نول ، و سيم زمين . سيم زمين معمولاً به (( چاه زمين )) ساختمان متصل مي شود و در پتانسيل زمين قرار دارد . معمولاً بدنه دستگاه هاي الكتريكي به سيم متصل مي شوند تا از حوادثي مانند برق گرفتگي جلوگيري شود .
برخي از نكات مهمي كه در طراحي زمين سيستم هاي الكترونيكي وجود دارد در ادامه بيان مي شود .
1.1 كاهش امپداني مشترك
هنگام طراحي مدار ، مي توان به دو صورت قسمت هاي مختلف را به زمين متصل كرد .
در نگاه اول ممكن است تفاوتي بين اين دو روش مشاهده نشود اما از آنجايي كه هادي هاي به كار رفته براي اتصال زمين ، هادي كامل نيستند ، امپدانسي بين هر قسمت مدار و زمين وجود دارد . مي توان ديد كه در اتصال سري زمين ، يك امپدانس مشترك بين گروه هاي زمين مدار وجود دارد . بنابراين تغيرات سريع جريان تغذيه در مدارهاي 1 و 2 باعث تغيير پتانسيل زمين مدار 3 مي شود و بدين ترتيب مي توانند در مدار 3 ايجاد تداخل كنند .
اما اگر قسمت هاي مختلف مدار را به صورت موازي زمين كنيم ، اين مشكل برطرف مي شود .
روش ديگر براي كاهش امپدانس مشترك استفاده از (( صفحه زمين )) است .
صفحه زمين يك لايه هادي با عرض زياد است كه امپدانس بسيار كمي دارد .
در صورتي كه صفحه زمين در دسترس باشد ، مي توان از (( زمين چند نقطه اي )) استفاده كرد .
توجه به اين نكته بسيار مهم است كه صفحه زمين بايد خود داراي امپدانس بسيار كمي باشد تا بتواند يك زمين خوب براي مدار به حساب آيد . مثلاً در طراحي بردهاي چند لايه معمولاً يكي از لايه هاي برد را به طور كامل به صفحه زمين اختصاص مي دهند .
توصيه 1: اگر فركانس كار مدارتان كمتر از 1 مگاهر تز است ، از زمين تك نقطه اي استفاده كنيد .
توصيه 2: اگر فركانس كار مدارتان بيشتر از 10 مگاهرتز است ، از زمين چند نقطه‌اي استفاده كنيد .
توصيه 3: اگر فركانس كار مدارتان بين 1 مگاهرتز و 10 مگاهرتز است و اگر طول سيم هاي زمين كمتر از 20/0 است ، از زمين تك نقطه اي استفاده كنيد .
توصيه 4: براي مدارهاي ديجيتال از زمين چند نقطه اي استفاده كنيد ( به علت پهناي باند زياد اين مدارها ) .
توصيه 5: اگر مدارتان داراي طيف فركانس وسيعي است ، از ((زمين هيبريد)) استفاده كنيد . اين مدار در فركانس هاي پايين به صورت تك نقطه اي زمين مي باشد .
توصيه 6: اگر مدارتان قطعات الكترونيكي متنوعي را در خود دارد ، آن را به قسمت‌هاي زير تقسيم كنيد و سيم هاي زمين هر قسمت را جداگانه به يكديگر متصل كنيد :
1- قسمت آنالوگ
2- قسمت ديجيتال
3- قسمت نويزي (رله ها ، موتورها و مانند آن)
4- زمين سخت افزاري

1.2 اجتناب از حلقه زمين
نكته ديگر در طراحي زمين مدار ، جلوگيري از به وجود آمدن حلقه هاي زمين است . اگر در مدار حلقه زمين تشكيل شود ، در اين حلقه بر اثر ميدان هاي الكترو مغتاطيسي مزاحم ، نويز القا مي شود .
روش هاي زير براي قطع حلقه زمين پيشنهاد مي شود :
1- مي توانيد براي از بين بردن كوپلاژ الكتريكي در مدار از ترانس به شكل 9 استفاده كنيد .
2- مي توانيد كوپلاژ الكتريكي را با كوپلاژ نوري جايگزين كنيد . اين روش به علت خطي نبودن براي مدارهاي ديجيتال مناسب است
3- مي توانيد از تقويت كننده تفاضلي يا شبه تفاضلي در مدار استفاده كنيد.
در اين صورت نويز كه روي هر دو ورودي تقويت كننده وجود دارد به شدت تضعيف مي شود و مي توان گيرنده را float به حساب آورد.

با كمي دقت مي توان ديد كه بهره مدار براي سيگنال Vs برابر 1+R2/R1 و براي ولتاژ مشترك نويز 1 است.
4- متعادل كردن (Balancing) : در شرايطي كه بتوان از دو منبع سيگنال در مدار استفاده كرد ، مي توان با متعادل كردن مصرف كننده ، اثر نويز مشترك را حذف كرد .
نويز القا شده روي دو هادي در كل يكديگر را خنثي مي كنند .
5- استفاده از زمين هيبريد : در اين سيستم بدنه دستگاه در فركانس 50 هرتز به زمين متصل شده است ، اما براي فركانس هاي بالاتر حلقه زمين وجود ندارد .
6- با استفاده از چوك طولي (بالون) : استفاده از يك چوك باعث مي شود كه سيگنال هاي ديفرانسيلي به خوبي عبور كنند و سيگنال هاي مشترك به شدت تضعيف شوند . استفاده از اين روش براي فركانس هاي بيشتر از 10 مگاهر به علت خاصيت خازني سيم پيچ ها مطلوب نيست .
7- استفاده از آي سي هاي تقويت كننده هاي جداساز : اين آي سي ها گران قيمت كه پهناي باندي در حدود 60 كيلوهرتز دارند ، مي توانند به خوبي براي جدا كردن دو قسمت مدار به كار روند .

2 استفاده از حفاظ (شيلد)
يكي از روش هاي جلوگيري از تداخل در مدارها استفاده از حفاظ است . براي مشاهده روش هاي به كار بردن حفاظ ، ابتدا كوپلاژهاي خازني و سلفي در مدار را بررسي مي كنيم .
1.2 كوپلاژ خازني
از آنجا كه بين هر دو هادي نزديك به هم كوپلاژ خازني وجود دارد تغييرات ولتاژ در يكي ، روي هادي ديگر تاثير مي گذارد .
همانطور كه مشاهده مي شود بين هر دو سيم مجاور و هر سيم و زمين ، كوپلاژ خازني وجود دارد . اين كوپلاژ در مورد اول باعث ايجاد همشنوي مي شود . بدون بررسي دقيق مي توان گفت كه با افزايش ارتفاع سيم ها از سطح زمين ، افزايش امپدانس سيم دوم ، افزايش طول سيم ها و افزايش فركانس Xcap افزايش پيدا مي كند و با افزايش فاصله دو سيم Xcap كاهش پيدا مي كند .
توصيه 7 : در طراحي PCB خط هايي را كه تغيرات سريع دارند (مانند ساعت مدار) دور از خطوط حساس مدار (مانند قسمت هاي حساس آنالوگ ، Reset يا I/O) قرار دهيد .
توصيه 8 : در طراحي PCB در طرفين خطوطي كه تغيرات سريع دارند از خطوط زمين استفاده كنيد . اين خطوط مانند حفاظ عمل مي كنند و باعث كاهش اثر روي قسمت هاي ديگر مدار مي شوند .
توصيه 9 : طول خطوط سيگنال بين كيت ها را حداكثر 15 الي 25 سانتي متر انتخاب كنيد . اگر از صفحه زمين استفاده مي كنيد طول اين خطوط را مي توانيد حداكثر تا 50 سانتي متر انتخاب كنيد .
توصيه 10 : اگر امپدانس ورودي گيت هاي و امپدانس مشخصه هادي در مدارهاي ديجيتال يكي باشند ، موج برگشتي نخواهيم داشت و ولتاژ اعمال شده به سرعت پايدار خواهد شد . بنابراين پيشنهاد مي شود كه امپدانس ورودي گيت ها را با استفاده از موارد زير تصحيح كنيد (به اين كار پاياندهي4 خطوط ديجيتال مي گويند) . تذكر اين نكته لازم است كه امپدانس مشخصه خطوط PCB حدود 100 است .
توصيه 11 : هنگام بستن مدارهاي Wire Wrap از بردهايي استفاده كنيد كه داراي صفحه زمين اند . اگر چنين بردهايي را در اختيار نداريد ، از خطوط متعدد زمين استفاده كنيد . با توجه به طبيعت خاص مدارهاي ديجيتال بهتر است بدون توجه به ايجاد حلقه زمين ، شبكه اي از خطوط زمين در سطح مدار ايجاد كنيد . ايجاد نوارهاي پهن زمين (بوسيله سيم هاي متعدد) نيز مي توان مفيد باشد .
توصيه 12 : هنگام بستن سيم ها در مدارهاي Wire Wrap ، ابتدا طولاني ترين سيم ها را ببنديد . به اين وسيله طولاني ترين سيم ها به صفحه زمين نزديك تر خواهند بود .
توصيه 13 : به فكر زيبا شدن مدار نباشد و هميشه از كوتاه ترين مسير براي سيم بندي استفاده كنيد .
توصيه 14 : كنار سيم هايي كه تغييرات سريع دارند (مانند ساعت ) سيم هاي زمين قرار دهيد .
توصيه 15 : براي سيم هاي رفت و برگشت سيگنال ، از سيم هاي Twisted Pair استفاده كنيد .
توصيه 16 : به ازاي هر 1 متر موازي بودن با سيم تغذيه ، سيم هاي سيگنال معمولي بايد 5/2 سانتي متر و سيم هاي سيگنال حساس بايد 25 سانتي متر فاصله داشته باشند.

تاثير حفاظ روي كوپلاژ خازني
حفاظ باعث بسته شدن جريان نويز و هدايت آن به سمت زمين مي شود .
توصيه 17 : حفاظ را به خوبي زمين كنيد . سعي كنيد مقدار سيم خارج از حفاظ به حداقل برسد .
توصيه 18 : زمين كردن حفاظ بايد در يك نقطه انجام شود تا حلقه زمين ايجاد نشود ، اما در فركانس هاي بالاتر از 1 مگاهرتز يا در كابل هايي كه طول شان بزرگتر از 20/ است را در دو طرف ، زمين مي كنيم و اگر طول كابل خيلي زياد باشد در هر 20/ حفاظ را زمين مي كنيم .
توصيه 19 : توجه كنيد كه جريان نويز منبع تدخلي از راه حفاظ به زمين مي رود . بنابراين حفاظ را مسير عبور جريان سيگنال نكنيد . مثلا زمين كردن حفاظ در نقطه A باعث عبور جريان نويز از سيم هاي سيگنال مي شود و بهتر است حفاظ در نقطه B زمين شود .
توصيه 20 : اگر منبع سيگنال float است و بار زمين شده است ، حفاظ را در طرف بار زمين كنيد ، و اگر منبع سيگنال زمين شده است و بار float است حفاظ را در طرف منبع زمين كنيد .
توصيه 21 : يكي ديگر از مواردي كه ممكن است حفاظ ، مسير عبور جريان شود. وقتي فركانس از چند كيلوهرتز بالاتر رود به علت القاي متقابل بين حفاظ و سيم حامل جريان ، جريان سيگنال از حفاظ عبور خواهد كرد . بنابراين بايد از به كار بردن اين تركيب ها اجتناب كنيد .
2.2 كوپلاژ سلفي (مغناطيسي)
هر دو سيم مجاور به علت القاي متقابل ممكن است در يكديگر ايجاد تداخل كنند . امپدانس كوپلاژ بين دو سيم با افزايش فركانس يا ارتفاع از سطح زمين يا طول دو سيم افزايش مي يابد و با افزايش فاصله دو سيم و امپدانس سيم قرباني5 ، كاهش پيدا مي‌كند .
با توجه به ماهيت مغناطيسي اين كوپلا ، حفاظ روي آن تاثيري ندارد .
توصيه 22 : براي كاهش كوپلاژ مغناطيسي سعي كنيد سطح حلقه هاي مدار را كاهش دهيد .
توصيه 23 : براي مقابله با كوپلاژ مغناطيسي و الكتريكي مي توان از كابل هاي Twinax (Shielded Twisted Pair) استفاده كرد.
كابل هاي Triax نيز براي اين كار مناسب اند .
توصيه 24 : زمين كردن مدار از يك طرف ، اهميت بسيار دارد ، زيرا كوپلاژ مغناطيسي به سطح حلقه حساس است بنابراين براي كاهش كوپلاژ مغناطيسي از روش‌هاي قطع حلقه استفاده كنيد .
توصيه 25 : هنگام استفاده از كابل هاي تخت6 بين هر دو سيم سيگنال از يك سيم زمين استفاده كنيد . اگر لازم است چند كابل تخت روي هم قرار داده شوند ، حتما از يك فاصله گذار7 بين آنها استفاده كنيد ، زيرا در اين حالت ، زمين هاي متعدد كمكي به كاهش همشنوي8 نمي كنند .
توصيه 26 : براي حفاظ ، در مجموع فولاد (به شرط اينكه ضخامتش بيشتر از 1 ميلي متر باشد) مناسب تر از مس يا آلومينيوم است . براي مقابله با ميدان مغناطيسي فركانس پايين از موادي با پايين تر (فولاد يا آلياژ نيكل ، مومتال و پرمالوي) استفاده كنيد . براي مقابله با ميدان هاي فركانس بالا (بيشتر از چند صد كيلوهرتز) از مس يا آلومينيوم استفاده كنيد . در مواردي كه شدت ميدان مغناطيسي خيلي زياد است از حفاظ چند لايه استفاده كنيد .
توصيه 27 : سعي كنيد حفاظ هيچ منفذي به خارج نداشته باشد ، زيرا در غير اين صورت كارايي آن افت مي كند . در شرايطي كه واقعا نياز به منفذ داريد ، (مثلا براي عبور سيم از جعبه كامپيوتر) سعي كنيد سطح تماس درزها را بيشتر كنيد تا ميدان مغناطيسي نفوذ كمتري به داخل داشته باشد . همچنين قسمت هاي منتشر كننده يا جذب كننده نويز را دور از منافذ قرار دهيد .
توصيه 28 : براي آب بندي كردن منافذ از Gasket استفاده كنيد . Gasket مانند واشر راه نفوذ ميدان مغناطيسي را مي بندد (چه به سمت داخل و چه به سمت خارج).
توصيه 29 : اگر لازم است سيمي از حفاظ عبور كند ، بايد حتماً آن را از فيلتر عبور دهيد .
كاهش امپدانس سيستم توزيع تغذيه زمين
يكي از نكات مهم در طراحي مدار كاهش امپدانس مشخصه سيستم توزيع تغذيه زمين است . براي اين كار بايد ملاحظات زيادي در طراحي مدارها به ويژه PCB در نظر گرفته شود . به عنوان مقدمه امپدانس مشخصه چند سيستم را بررسي مي كنيم .
با توجه به مطالب ذكر شده براي ساخت PCB توصيه هايي وجود دارد :
توصيه 30 : يك خط مسي به ضخامت 1 ميلي متر روي PCB حدودا m /cm 5 مقاومت ، pf/cm 1 ظرفيت خازني ، و nH/cm 7 ضريب سلفي دارد . بنابراين تا جايي كه ممكن است از طول خطوط PCB كم كنيد و عرض آنها را بزرگ انتخاب كنيد . يك طراحي خوب براي PCB بايد فقط جاهاي لازم را از مس پاك كند و جاي خالي بدون مس بي استفاده نداشته باشد .
توصيه 31 : پهناي باند فركانس پالس هاي ديجيتالي تقريبا هيچ ربطي به فركانس پالس ندارد ! بلكه زمان خيز9 پالس است كه پهناي باند فركانس آن را مشخص مي كند .
بنابراين يك پالس ديجيتال با tr=3ns (مانند گيت هاي AS) پهناي باندي در حدود 100 مگاهرتز دارد . بنابراين كاهش امپدانس مشخصه در مدارهاي ديجيتالي اهميت زيادي دارد .
توصيه 32 : اگر مي توانيد از برد چند لايه استفاده كنيد ، يك لايه كامل را به صفحه زمين و يك لايه را به منبع تغذيه اختصاص دهيد .
توصيه 33 :اگر از برد دو لايه استفاده مي كنيد ، يك طرف برد را به طور كامل به زمين اختصاص دهيد و در طرف ديگر با استفاده از خطوط پهن تغذيه آي سي ها را تغذيه كنيد .
توصيه 34 : اگر مجبور ايد كه از برد يك لايه استفاده كنيد ، 50 تا 60 درصد سطح برد را به صفحه زمين اختصاص دهيد . اگر اين كار براي تان ممكنت نيست از شبكه زمين استفاده كنيد .
توصيه 35 : در بردهاي يك رو سعي كنيد از خطوط پهن زمين و تغذيه كه حتي‌الامكان به يكديگر نزديك باشند استفاده كنيد . براي اين منظور مي توانيد مانند از سطح زمين زير آي سي ها استفاده كنيد .
توصيه 36 : اصولا براي كاهش اندوكتانس بايد در كاهش طول و افزايش عرض كسي ، كم كردن سطح حلقه و استفاده از مسيرهاي موازي زمين كوشيد .
توصيه 37 : در مدارهاي ديجيتال حتما از شبكه زمين استفاده كنيد . سعي كنيد عرض پنجره ها بين 1 تا 5 سانتي متر باشد و يا به طور ثابت در فاصله بين آي سي ها شبكه زمين ايجاد كنيد . سعي كنيد خطوط عمودي پنجره ها را از يك سمت برد و خطوط عمودي را از سمت ديگر عبور دهيد .
توصيه 38 : در طراحي PCB سعي كنيد آرايش قسمت هاي كم فركانس و با فركانس متوسط و بالا قسمت فركانس بالا هر چه بيشتر به صفحه زمين نزديك باشد .
توصيه 39 : قسمت هاي مختلف مدار را از يكديگر جدا كنيد و سعي كنيد جريان قسمت ازمدار (مثلا قسمت ديجيتال) از قسمت هاي ديگر (مثلا آنالوگ) عبور نكند . مي توان يك طراحي مناسب را مشاهده كرد.
3 فيلتر كردن
يكي ديگر از روش هاي كاهش اثر تداخل الكترو مغناطيسي در مدار استفده از فيلتر است . براي فيلتر كردن مي توان از مدارهاي LC و RC استفاده كرد .
هنگام استفاده از مدارهاي LC بايد توجه داشت كه اولا بايد خيلي پايين تر از باند عبور مدار متصل به فيلتر باشد و ثانيا بزرگتر از 5/0 باشد .
نمونه اي از استفاده فيلتر CRC و CLC را (كه بهتر از RC و LC هستند) مشاهده مي كنيد . وظيفه اين فيلترها حذف spike هاي مدارهاي ديگر و جلوگيري از خروج spike هاي خود مدار به خارج است . قابل توجه است كه فيلتر CLC قدرت بيشتري دارد و علاوه بر آن افت ولتاژ آن كمتر از CRC است .
توصيه 40 : با توجه به اينكه در فركانس هاي بالا خازن ها خاصيت سلفي و سلف‌ها خاصيت خازني پيدا مي كنند در انتخاب خازن براي حذف فركانس هاي بالا دقت كنيد . خازن هاي ميكا ، سراميك ، و تفلون با توجه به اينكه كيفيت بالا و فركانس تشديد زيادي دارند براي اين منظور مناسب اند .
توصيه 41 : هنگام قرار داد خازن بايد تا حد امكان پايه آن را كوتاه كرد .
از طرفي طول مسير اتصال خازن به زمين و پايه تغذيه الكتريكي آي سي بايد تا حد امكان كوتاه باشد . دقت كنيد كه به علت وجود فركانس هاي بالا در مدار (فركانس‌هاي تداخلي و فركانس هاي توليد شده توسط قسمت هاي ديجيتال) بايد به اين توصيه توجه بسيار كرد .
توصيه 42 : به محل قرار گرفتن خازن در مدار دقت كنيد . مثلا قرار گرفتن بار خازني در اميتر ترانزيستور باعث مي شود كه مدار استعداد نوسان پيدا كند .
توصيه 43 : سيم هايي را كه از فيلتر عبور داده ايد از منابع نويز و ساير سيم ها دور نگه داريد . همچنين سيم هايي را كه از خارج دستگاه وارد مي شوند ، بلافاصله از فيلتر عبور دهيد.
توصيه 44 : در طراحي PCB بزرگ (كه داراي I/O هستند) سعي كنيد صفحه يا نوار زمين را تا كنار رابطI/O ادامه دهيد و زمين رابط را مستقيما از همان جا بگيريد.

نكاتي درباره انتخاب نوع آي سي هاي ديجيتال
همانطور كه گفته شد يكي از عوامل مهم در ايجاد تداخل ، زمان خيز پالس هاي ديجيتال مدار است . با توجه به اينكه اين پارامترها در آي سي هاي مختلف متفاوت است سعي كنيد با توجه به كاربرد خود ، نوع مناسب آي سي ديجيتال را انتخاب كنيد كه تا حد امكان زمان خيز بزرگ شود .
عوامل موثر در حساسيت به نويز در آي سي هاي ديجيتال عبارتند از :
1. سطوح ولتاژ VOH و VIH و VOL و VIL : هر چه اختلاف VL و VH بيشتر باشد ، احتمال تاثير نويز و مخدوش شدن سيگنال هاي ديجيتالي كمتر مي شود . حداقل و حداكثر محدوده VI و VH به همراه مقدار اسمي آنها براي خانواده هاي مختلف ديجيتال آورده شده است .
2. سرعت گيت : هر چقدر سرعت گيت بيشتر باشد بيشتر به spike ها جواب مي‌دهد . بنابراين اگر واقعا به سرعت زياد احتياج نداريد از گيت هاي كند (مانند CMOS) استفاده كنيد .
3. امپدانس خروجي : هر چقدر امپدانس خروجي گيت بيشتر باشد ايجاد تداخل روي آن بيشتر خواهد شد . بنابراين گيت هاي TTL (با امپدانس خروجي 10 ) در اين زمينه بهتر از گيت هاي CMOS ( با امپدانس خروجي 100 ) هستند .
توصيه 45 : براي كاربدهاي معمولي با سرعت و مصرف توان قابل قبول از گيت‌هاي HC استفاده كنيد . زمان خيز اين گيت ها حدود ns 60 است و مصرف انرژي كمي دارند . نوع HCT اين خانواده با TTL نيز سازگار است .
در مجموع از نظر حساسيت به نويز ، خاواده هاي ديجيتال به اين ترتيب رده بندي مي شوند :
ECL TTL و HSCMOS CMOS
از نظر ايجاد نويز روي تغذيه نيز به اين ترتيب رده بندي مي شوند :
ECL CMOS HSCMOS و TTL
( اگر بار خازني قابل صرف نظر باشد )
CMOS ECL HSCMOS و TTL
(اگر بار خازني وجود داشته باشد )
توصيه 46 : اگر سرعت خانواده (T) HC برايتان مناسب نيست از خانواده AC استفاده كنيد كه مصرف توان كمي دارند . خانواده ACT با TTL نيز سازگار است .
توصيه 47 : سعي كنيد كمتر از گيت هاي LS استفاده كنيد و به جاي آنها از گيت هاي ALS و يا (T) HC استفاده كنيد .
دكوپلينگ مدارهاي ديجيتال
توصيه 48 : خازن انتخابي براي دكوپلينگ بايد با امپدانس كم در محدوده f=1/t تا BW=1/NT باشد . براي خانواده هاي HC و LS خازن هاي چند نانوفارادي را انتخاب كنيد .
توصيه 49 : اگر فقط از خانواده هاي CMOS استفاده مي كنيد ، قرار دادن يك خازن براي كل برد كافي است .
توصيه 50 : اگر فقط از خانواده ECL استفاده مي كنيد و اگر بار خازني كم است ، قرار دادن يك خازن براي كل برد كافي است .
توصيه 51 : مسير خطوط تغذيه و زمين را حتي الامكان به صورت نوارهاي موازي طراحي كنيد كه در فواصل معين با خازن مناسب به يكديگر متصل شده باشند (شكل 40) . اين خازن ها را از نوع سراميك كلاس I يا سراميك Block Type انتخاب كنيد .
توصيه 52 : براي هر SSI 10 از نوع (T) AC يك خازن يا هر دو تاي نزديك به هم 1nF تا 22nF استفاده كنيد .
توصيه 53 : براي هر دو تا پنج SSI از نوع (T) HC يك خازن 1nF تا 22nF استفاده كنيد .
توصيه 54 : براي هر MSI 11 يا LSI 12 و براي هر Driver / Transceiver خط ، يك خازن 10nF تا 100nF استفاده كنيد