Miercoles, Febrero 22, 2012
   
Text Size
Iniciar sesión

Integridad de la señal

Un tema relacionado con la EMC es la auto-compatibilidad, o el procurar que los diferentes circuitos del producto no se interfieran unos con otros. No existen normas oficiales que regulen la auto-compatibilidad, pero sin tenerla en cuenta, el producto puede funcionar incorrectamente. El cumplimiento de las regulaciones de EMC es un aspecto legal, no técnico. Quiere decir, que para poder vender productos eléctricos o electrónicos en ciertos mercados internacionales, es necesario pasar las normas correspondientes en cuanto a inmunidad y emisiones del producto. Esas normas no garantizan la buena funcionalidad de los circuitos electrónicos, sólo garantizan que cumplen con esos estándares.
En sistemas digitales, el término integridad de señal se usa para describir los aspectos analógicos de las señales digitales. Las señales digitales idealmente son ondas cuadradas, pero en sistemas digitales de alta velocidad, pueden ser muy diferentes de la forma ideal. Las señales digitales reales están limitadas por tiempos de transición finitos. Ciertas oscilaciones llamadas ringing, pueden aparecer en la señal debido a reflexiones en las líneas de transmisión y a la reactancia parásita de algunos componentes, incluyendo los elementos activos. Otros efectos habituales son el sobre impulso (overshoot) y el subimpulso (undershoot). La integridad de señal de los circuitos digitales, puede verse afectada por un trazado deficiente del circuito impreso (PCB), por un inapropiado manejo de las propiedades de las líneas de transmisión, por acoplo entre señales o por sobrecarga de circuitos. En el mundo actual de los sistemas digitales de alta velocidad, los diseñadores deben tener conocimientos de los efectos de la radiofrecuencia y como el trazado del circuito puede afectar a las señales digitales. Cuando la integridad de las señales digitales es deficiente, éstas pueden ser erróneamente leídas por las entradas de los circuitos, produciendo alteraciones de funcionamiento. La lógica digital está basada en umbrales bien definidos que identifican el estado de la señal de entrada (alto o bajo). Las distorsiones como el ringing o el crosstalk, pueden causar que una señal sea erróneamente interpretada. En este punto un problema analógico se convierte en un problema digital. El jitter es otro fenómeno que veremos más adelante, que afecta a las señales digitales y está causado principalmente por el ruido.

Las cuatro fuentes de distorsión de la señal.

Cualquiera de las señales presentes en un circuito electrónico puede sufrir distorsiones, si no se toman las necesarias precauciones y se conocen los mecanismos por los que se producen estas alteraciones, en la integridad de la señal. Los efectos colaterales en la distorsión de la señal, son las radiaciones electromagnéticas producidas por ground bounce y la alteración en la funcionalidad del producto debido a la distorsión en los flancos de las señales digitales.

                                                                         SI

 

Las cuatro fuentes de distorsión de la señal, están clasificadas en los siguientes grupos:

  • Las interferencias electromagnéticas.
  • El crosstalk.
  • Las distorsiones en el propio nodo.
  • Colapso de la alimentación.

 Las interferencias electromagnéticas pueden crear tensiones y corrientes inducidas en cualquier circuito que transporta señales digitales, distorsionando estas señales. Estas interferencias pueden llegar al receptor como ya conocemos por medios radiados o conducidos.

El crosstalk es un fenómeno que veremos más adelante con detalle, debido a la proximidad de pistas y circuitos. Se trata de un acoplo no intencionado de una señal interferente, llamada señal agresora, a una pista o circuito cercano por donde circula una señal víctima. La señal agresora produce una distorsión considerable en la pista y en la señal víctima. El crosstalk puede ser de varios tipos: capacitivo, inductivo o de impedancia común. La elevada densidad de componentes electrónicos, pistas, planos y vías en nuestros circuitos impresos, propicia el crosstalk. A pesar de que los mecanismos básicos de este tipo de interferencia son fáciles de comprender, otros como la modulación de planos como consecuencia de las propias pistas de señal, son bastante sutiles.

A diferencia de los casos anteriores en que la distorsión de la señal la produce un campo externo, las distorsiones en el propio nodo, ocurren por desadaptaciones o alteraciones en el medio que transporta la señal. Las señales en los circuitos, suelen transportarse a través de las pistas de cobre del circuito impreso. Cuando las señales a transportar son rápidas respecto al tiempo de propagación de las mismas, si no se toman las precauciones adecuadas con las impedancias características, terminaciones y adaptaciones, la señal puede resultar distorsionada y también atenuada. Un fenómeno conocido como efecto piel (skin effect), también pertenecería a este grupo y puede alterar la integridad de la señal.

El colapso de la alimentación es un caso muy habitual como fuente de distorsión de la señal. Los circuitos digitales tienen unas rápidas demandas de corriente en tiempos muy cortos. La inductancia parásita del sistema de alimentación, compuesto de componentes electrónicos, conexiones y pistas, se opone a estas demandas de corriente, como consecuencia se producen caídas de tensión en los terminales de alimentación de estos circuitos integrados digitales. El resultado de la mala estabilidad en la alimentación, es la distorsión de la señal y las radiaciones electromagnéticas. Como se ha mencionado anteriormente, los problemas de distorsión de la señal tienen una incidencia directa sobre los fallos de funcionalidad y sobre los niveles de radiación y susceptibilidad electromagnética, en los productos electrónicos.


Top Commenters

Powered by Disqus
Written on Domingo 27 de Diciembre de 2009 00:00 by

Viewed 601 times so far.

Rate this article

blog comments powered by Disqus

Restore Default Settings

login VirtueMart