Margines hałasu
W elektrotechnice margines szumów to maksymalna amplituda napięcia obcego sygnału , którą można algebraicznie dodać do poziomu wejściowego pozbawionego szumów w najgorszym przypadku bez powodowania odchylenia napięcia wyjściowego od dopuszczalnego poziomu napięcia logicznego. Jest powszechnie używany w co najmniej dwóch kontekstach w następujący sposób:
- W inżynierii systemów komunikacyjnych margines szumów to stosunek, o jaki sygnał przekracza minimalną dopuszczalną wartość. Zwykle jest mierzony w decybelach .
- W obwodzie cyfrowym margines szumu to wielkość, o jaką sygnał przekracza próg dla właściwego „0” lub „1”. Na przykład obwód cyfrowy może być zaprojektowany tak, aby wahał się między 0,0 a 1,2 wolta , przy czym wszystko poniżej 0,2 wolta jest uważane za „0”, a wszystko powyżej 1,0 wolta za „1”. Wtedy margines szumu dla „0” byłby wielkością, o którą sygnał jest poniżej 0,2 wolta, a margines szumu dla „1” byłby wielkością, o którą sygnał przekracza 1,0 wolta. W tym przypadku marginesy szumów są mierzone jako napięcie bezwzględne, a nie stosunek. Marginesy szumów dla układów CMOS są zwykle znacznie większe niż dla TTL, ponieważ V OH min jest bliższe napięciu zasilania, a V OL max jest bliższe zeru.
- Prawdziwe cyfrowe inwertery nie przełączają się natychmiast z wysokiego stanu logicznego (1) na niski poziom logiczny (0), istnieje pewna pojemność. Podczas gdy falownik przechodzi ze stanu wysokiego do niskiego, istnieje nieokreślony obszar, w którym napięcia nie można uznać za wysokie lub niskie. Jest to uważane za margines szumu. Należy wziąć pod uwagę dwa marginesy szumów: wysoki margines szumów (N MH ) i niski margines szumów (N ML ). N MH to wartość napięcia między przejściem falownika z wysokiego stanu logicznego (1) do niskiego poziomu logicznego (0) i odwrotnie dla N ML . Równania są następujące: N MH ≡ V OH - VI 1H i N ML ≡ V IL - V OL . Zazwyczaj w falowniku CMOS V OH będzie równe V DD , a V OL będzie równe potencjałowi masy, jak wspomniano powyżej.
- V IH definiuje się jako najwyższe napięcie wejściowe, przy którym nachylenie charakterystyki przenoszenia napięcia (VTC) jest równe -1, gdzie VTC jest wykresem wszystkich ważnych napięć wyjściowych w funkcji napięć wejściowych. Podobnie V IL definiuje się jako najniższe napięcie wejściowe, przy którym nachylenie VTC jest równe -1.
- Prawdziwe cyfrowe inwertery nie przełączają się natychmiast z wysokiego stanu logicznego (1) na niski poziom logiczny (0), istnieje pewna pojemność. Podczas gdy falownik przechodzi ze stanu wysokiego do niskiego, istnieje nieokreślony obszar, w którym napięcia nie można uznać za wysokie lub niskie. Jest to uważane za margines szumu. Należy wziąć pod uwagę dwa marginesy szumów: wysoki margines szumów (N MH ) i niski margines szumów (N ML ). N MH to wartość napięcia między przejściem falownika z wysokiego stanu logicznego (1) do niskiego poziomu logicznego (0) i odwrotnie dla N ML . Równania są następujące: N MH ≡ V OH - VI 1H i N ML ≡ V IL - V OL . Zazwyczaj w falowniku CMOS V OH będzie równe V DD , a V OL będzie równe potencjałowi masy, jak wspomniano powyżej.
W praktyce marginesy szumów to ilość szumów, które obwód logiczny może wytrzymać. Marginesy szumów są ogólnie definiowane w taki sposób, że wartości dodatnie zapewniają prawidłowe działanie, a marginesy ujemne skutkują pogorszeniem działania lub całkowitą awarią.
Zobacz też
- ^ „margines szumów | JEDEC” . www.jedec.org . Źródło 2019-03-01 .
- Bibliografia _ _ _
- ^ a b Gopal., Gopalan, K. (1996). Wprowadzenie do cyfrowych układów elektronicznych . Chicago: Irwin. ISBN 0256120897 . OCLC 33664747 .