Здравствуйте!

OrCAD Capture 10.5.
На корневом листе расположен иерархический блок. Его содержимое на картинке.

Что за желтый столбец в Property Editor?
Откуда он взялся?
Почему у одного элемента разные позиционные обозначения (в желтом и белом столбце)?
На печатной плате элемент - VD13.

Благодарю заранее!

Ну так Вы же сами обвели вверху instances, к которым относятся обозначения. белые обозначения даны в рамках блока, а желтые - в рамках всей схемы. Если бы блоков было в схеме пять. то желтых столбцов тоже было бы пять и во всех было бы свое позиционное обозначение.

PS: Какой у Вас однако интересный и сложный вариант RS-485. Наверное, еще на очень старых драйверах. Сейчас уже большая часть деталей интегрирована в корпус, да и защита тоже бывает в виде одного маленького чипа размером 2х2.

Хм... странно... не замечал этого раньше...
То, что внутри каждого иерархического блока компонент должен иметь свое позиционное обозначение - понятно. И нумерация в схеме должна быть сквозная, с неповторяющимися позиционными обозначениями.
Но вот для чего нужны два позиционных обозначения (одно внутри иер. блока, а другое в рамках всей схемы) и почему это наблюдается только для некоторых компонентов - совершенно не пойму.
Новый рисунок: J4, J5, DD2, VD14 в белом и желтом столбцах имеют одинаковые поз. обозначения.



Это я знаю



Драйвер MAX1487.
За чем-то новым не гнался. Зато можно заменить чем-нибудь простым, старым и дешевым
Что можете посоветовать из современных драйверов и защитных устройств хорошо доставабельное?

Ну так это то вполне логично. Когда мы рисуем блок, то в этот момент capture же еще не знает, что будут иерархические ссылки. И он создает белый столбец свойств, присваивает обозначение и т.п. Когда мы применяем блок, то он должен каждому компоненту внутри блока создать копию всех его свойств, чтобы не было несколько одинаковых обозначений, например, или блоки могли бы отличаться номиналами, скажем. отсюда возникают желтые столбцы. То, что они совпадают с белыми по части reference - это в общем случайность. Оно же по листам нумерует компоненты. И если блок на первом листе применен и первый попадает в аннотацию, то его позиционные обозначения в точности повторяют локальные для блока. Можно руками изменить на что-нибудь другое, лишь бы с прочими не пересекалось.

По поводу самих компонентов. Вот эти вот резисторы R17, R24 - они несколько противоречат идее промышленного интерфейса с плавающим common mode. Проблема с ними в том, что при смещении нулей на разных сторонах магистрали в 25В они просто на пределе по мощности (U^2/R). Сегодня TI выпускает уже драйверы с common mode -20..+25V (SN65HVD20), и даже -70..+70V (SN65HVD1785). К этой же теме относятся и VD12 с VD13. Они защищают от кратковременных пробоев линии, но выдержат ли DC 25V скажем? Понятно, что их можно и не паять, но сколько надо нагородить на плате то в каждом каскаде. У тех же вышеприведенных устройств защита уже встроена в корпус и она уже согласована с их прочими характеристиками. Кроме того, у них другая идеология брошенного интерфейса. В трансивер встроена схема анализа шины, и если разность потенциалов между A и B меньше ~400 mV, то оно автоматом делает RO=1. Это позволяет избежать растяжек, и, как следствие, не ставить C10. Итого, деталей 5 или 6 (VD11) лишние, при этом схема более предсказуема по потреблению, так как нет утечки в магистраль через растяжки R17, R24. Вот такие вот соображения.

Согласен.
Но, несколько напрягает, когда тыкаешь на проекте Edit -> Browse -> Parts -> VD13 и попадаешь на VD17 в совершенно другом листе схемы...
Противоречие какое-то...



Но ведь это стандартное решение, чтобы не было неоднозначного состояния на линии?



Согласен.
Но у нас все платы внутри одного шкафа и питаются от одного источника На будущее учту.
Кстати, третий провод на магистрали (общая цепь) разве не уровняет потенциалы земель?



Не выдержат



Под брошенным интерфейсом Вы понимаете разорванную магистраль?



Спасибо большое




http://www.efind.ru/icsearch/?search=SN65HVD20
Что-то недоставабельные они какие-то
Вы их используете? Где берете и по какой цене, если не секрет?

Я с вами не согласен. Очень правильное решение. Мы после использования "модных" компонентов в свое время пришли к такому же. Поездки на ремонты на месторождение в район обской губы отбили желание ставить маленькие и красивые защитные устройства. Умирали и они и драйверы во время гроз (линии связи на улице, хотя и экранированные). А ST-шные SMBJ показали себя просто отлично. После того как перешли на них - проблема рассосалась. Да и претензия к растяжкам мне не очень понятна - стандартное, надежное и проверенное решение в любой апликухе расписанное.

Схема защиты у Вас также как и у меня организована?
Самовосстанавливающиеся предохранители не используете совместно с сапрессорами?

Ну да. Еще, наверное, закороченная магистраль туда же относится. В обычном драйвере выход приемника при закорачивании линии будет зависеть от того, что было до этого, может быть и 0, и 1. И в итоге 0 может зависнуть надолго, и это может быть неадекватно воспринято софтом (хотя в целом от программистов зависит).


Ну, уравняет, конечно, но закон Ома никто не отменял, у любого провода есть сопротивление. Если между нулями на разных сторонах магистрали окажется источник ЭДС (это возможно для длинной линии между разными зданиями, например), то по такому проводу может приличный ток пойти. Но для шкафа это все, конечно, не актуально.


Да, я несколько раз применял. Покупал у местных дистрибьютеров TI, а также еще в одной фирме-трейдере, у которой очень широкая логистическая сеть. Кроме того, TI публикует складские запасы своих основных контрагентов:
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/prin....html#inventory
Может быть, у Вас кто-то из них доступен.

2 prototype:
Вообще, я хочу особо подчеркнуть, что я не сказал, что это решение неправильное. Абсолютно правильных решений не бывает. Каждое решение (инженерное) - это компромисс между противоречивыми требованиями. Решение с резисторами известно давно, и это самое первое решение для решения проблемы отсутствия подключения. Но оно добавляет гальванические связи внутренних источников питания на внешнюю магистраль, что создает некоторые проблемы для сигналов с возможным смещением. Кроме того, для 2 абонентов эти резисторы дадут 4,7K/2 = ~2.3K, а для 20 абонентов будет уже 230 ом, что сравнимо с волновым сопротивлением линии (120 ом). То есть, линия из-за них расстраивается и это скажется на скоростных характеристиках. Опять же, не всегда нужных. Именно поэтому и появились новые трансиверы.

Что касается защиты, то важно знать, от чего защита. Если защита от электростатики при сборке оборудования, то это одно, ее можно на источник питания коротнуть через стабисторы. И модные ESD элементы для этого совершенно нормально подходят. А если от гроз, то это совсем другое. Мне приносили пару моих сгоревших изделий после грозы. Одно из изделий сгорело практически целиком, хотя молния попала в коаксиальный кабель, который приходит на оптрон с развязкой в 2500V. Оптрон сгорел, что характерно, раньше, чем согласующий ток резистор, после чего разряд прошел на его цифровой выход и пожег все, что было подключено к цифровой "земле". Из чего я сделал вывод, что глупо отводить грозовой разряд в цифровую "землю" (ноль). Даже если она где-то там, в одной точке на источнике питания, соединена с заземлением. Грозовой разряд нужно отводить в землю, самую натуральную. И чем раньше он вообще укатится на заземленный корпус, тем целее схема будет. Желательно, прямо с экрана кабеля ему туда дорогу и указывать. А экраны сплошь и рядом подключают к нулю (DGND), напрямую, через резистор, через ferrite bead, через конденсатор и резистор, ну в общем, кто как, из соображений защиты линии от наводок и прочих помех.

Вот, кстати, на приведенной схеме защитные стабисторы зацеплены за цифровую "землю". При этом, судя по схеме, у разъема экрана нет, а если экран кабеля и зацепится за какие-нибудь контакты разъема неиспользованные, то опять-таки попадет на цифровую "землю". А дальше будет уже так, как конструктор платы изобразит. Сделает он где-то соединение DDGND с заземлением, будет хоть какая-то защита, а не сделает, так и прокатится заряд с потенциалом в несколько киловольт по всей цепи DDGND. Ну и какой смысл тогда в стабисторах, которые, в случае чего, так уж и быть, сольют этот заряд тоже в DDGND?

Также, но еще действительно стоят самовосстанавливающиеся предохранители между сапрессорами и выходным разъемом. Просто они стояли и в более ранней редакции схемы и экспериментировать с их выбрасыванием не стали. Для грозозащиты они что есть, что их нету - уж больно медленные.
А, совсем забыл сказать что драйверы были отвязаны через ADuM и одноваттные DC-DC. До использования сапрессоров - улетали и ADuM и ADM485.

Что касается гальванически развязанного интерфейса RS-485, то интересный вариант есть у Linear - LTM2881. Маленький, и все в одном корпусе. Вдобавок там терминатор можно программно включать/выключать, это удобно, если магистраль с несколькими абонентами, а схему хочется унифицировать.

По поводу устройств защиты от TI. Был я тут как-то у них на семинаре, и там был раздел по устройствам защиты. Презентации они потом в PDF оформили. Лежат тут. ESD есть отдельным разделом во втором документе - ANALOG_INTERFACE.pdf. Но там большой документ, весьма любопытный. Может быть, Вам тоже что-нибудь там понравится.

Спасибо, обязательно посмотрю.

На грязную землю (DDGND). RS-485, ключи реле и все остальное, что смотрит наружу подцеплено к грязной земле. Микроконтроллер с обвязкой подцеплены к чистой земле (DGND). Эти земле соединяются в одной точке у стабилизатора на плате через ферритовую бусину.
Разделение чистых и грязных цепей производится через резисторы 1 кОм R18, R19, R21 (фильтрация наносекундных помех).



Экрана у разъемов нет. Они пластмассовые.

Вот я и говорю, подобные схемы рисуются, следуя соображениям из учебников или абстрактным рекомендациям из application notes о том, что неплохо бы отличать аналоговые земли от цифровых, фильтровать питание с помощью бусинок и т.п. И только когда сам нарываешься на странности в работе схем, начинаешь вспоминать физику и думать своей головой.

Вот к примеру, какой принцип действия защитных стабисторов? Это быстрые диоды, которые открываются, как только разность потенциалов между его полюсами превышает порог, и при этом они могут быстро и эффективно прокачать через себя весь лишний заряд. То есть, если у защищаемого входа собственная емкость - единицы пикофарад, то при соединении такого входа с внешней емкостью в сотни и тысячи пикофарад, заряженной до 10 кВ, возникает ток, который заряжает входную емкость вывода практически до этих самых киловольт, просто потому что для этого много заряда и не надо. Естественно, что входная цепь этого не выдерживает. Встроенная в микросхему защита обычно тоже не выдерживает, несмотря на то, что она все же присутствует. Внешний стабистор имеет лучшие характеристики, он успевает отводить лишний заряд, благодаря чему это заряд попадает уже в цепи питания, емкость которых обычно значительно выше. То есть вывод: рядом со стабисторами должна стоять емкость по питанию, которая может скушать ожидаемый электростатический заряд с незначительным увеличением напряжения. Например, передача заряда от емкости 1 нФ, заряженной до 1 кВ в емкость 1 мкФ приведет к ее заряду уже всего в 1 В, а это уже обычно совсем не смертельно для схемы.

А теперь посмотрим с этих позиций на нарисованную Вами схему с "грязной землей". Предположим, что по входу А в схему попал электростатический разряд. Стабистор его "поймал" и направил в цепь DDGND. Весь этот заряд стал заряжать всю емкость цепи DDGND, и потенциал ее поплыл относительно цепи 5V. И он бы рад был бы размазаться по емкости питания, да вот только поставлена емкость в 0.1 мкФ по питанию драйвера, а вся "настоящая" емкость цепи DGND (танталы, электролиты и емкая керамика) отрезана от "грязной земли" через ферритовую бусину. А, как известно, ток через индуктивность мгновенно измениться не может. И в итоге, вся эта электростатика замечательным образом застревает в "грязной земле", превращая ее из спасителя схемы в потенциальную угрозу для нее же.

Теперь пару слов о цепях с резисторами в 1Ком. Действительно, они в некотором роде служат защитой от помех, поскольку образуют вместе с емкостями входов RC-цепочки. Но следует также иметь ввиду, что разделив цепь земли на две зоны DGND и DDGND мы получаем забавную картину. Ток, стекающий в землю DGND в драйвере, управляющем через резистор входом DI, реально разряжает емкость этого входа, которая подключена к DDGND (Вывод питания 5 у MAX1487). И в итоге разряд этой емкости приводит к протеканию тока через ту самую бусину, по весьма затейливой петляющей траектории (как правило). Причем через эту общую точку с высоким импедансом на высоких частотах (бусину) потекут токи вообще всех управляющих цепей, что будет колоссальным источником перекрестных помех во всех цепях. Таким образом "грязная земля" - это абсолютно рукотворное произведение. В цифровом драйвере RS-485 она даже прокатит, а вот если бы это был, скажем, АЦП многоразрядный, то Вы бы на практике наслаждались эффектами "грязной земли", полученной при помощи ферритовой бусины.

Я для себя выбрал практическое правило, что лучше делать землю сплошной в слое питания и не отличать грязную от чистой, цифровую от аналоговой. Чем меньше сопротивление цепи земли, тем меньше цифровые токи дают искажений, когда текут "поперек" аналоговых. Если плата позволяет, то лучше дублировать землю заливкой в сигнальных слоях. В большинстве случаев такая земля ведет себя лучше, чем разделенная в одной точке земля, правильно спроектированная.

+1e6. Чистые и грязные земли надо делать правильным расположением функциональных узлов на плате (АЦП, приемопередачик, память и т.д), а не "бусинами" и резисторами. Ну и иногда вырезами в полигонах земли, чтобы заставить ток помехи течь в нужном направлении, огибая чувствительный узел.

Ну а как же? Сначала теория, затем практика
Сразу скажу, пока не забыл.
Все платы у нас - двухслойные.
На них помимо МК обычно присутствует приличное количество силовых элементов (ключи, реле), интерфейсы RS-232, RS-485, и дискретные входы (сухой контакт).
Так что отвести один слой (или более) чисто под общую цепь - не получится.



Это понятно.
Кстати, от обычных стабилитронов сапрессоры отличаются только возможностью рассеивать бОльшую мощность и малой емкостью?



Схема дискретных входов (сухой контакт) во вложении. Питание +5V_IO отделено от +5V через бусину. Ведется отдельной веткой от источника.
По поводу емкости по питанию объясните, пожалуйста, поподробнее. Не понимаю зачем она нужна близко к сапрессорам.
Ведь когда сапрессоры открываются - они отводят ток электростатики на грязную общую цепь (DDGND).



Т. е., соединять цепи DGND, DDGND через ферритовую бусину - плохо с точки зрения отвода электростатического тока? Хм... Лучше через резистор 0 Ом?
Может быть для отвода статики использовать другую (отдельную) цепь? Т. е., сапрессоры и экраны разъемов на нее повесить и соединить эту цепь с монтажными отверстиями платы для отвода на корпус аппарата?



Ну помимо этого еще и ток помеховый ограничивают, как я понимаю.



Объясните подробнее, пожалуйста, не вижу петли.



Главное, как я понимаю, в разделении земель и цепей питания - пути протекания токов.
Смысл в том, чтобы токи большой величины, образующиеся в результате коммутации силовых элементов (и быстродействующей логики в том числе) не создавали при протекании по цепям падений напряжений, которые могут влиять отрицательно на работу и даже оказаться губительными для чувствительных элементов схемы.
Разделение, это фактически разветвление цепей таким образом, чтобы силовые и несиловые элементы питались токами по разным цепям.

Даже на двухслойных платах обычно есть достаточно места, чтобы развести большую часть цепей в одном слое, так что на втором вся периферия свободна, и туда легко можно пустить заливку землей, особенно, если не дробить ее на "грязную" и "чистую".

По поводу емкости по питанию, и вообще про сток лишнего заряда. Чтобы было наглядно, попытаюсь проиллюстрировать примером. Вот есть такое в России явление - садоводства. Участки народу часто отводили на месте бывших болот, после их осушения. Дно болот обычно глинистое и воду не проводит, поэтому практически в каждом садоводстве вокруг участков прорыты канавы для стока лишней воды. Но в канаву вода еще попасть должна. Почвенный слой обычно довольно тонкий, поэтому его емкость (впитывающая способность) ограничена. Вся лишняя вода должна быть отведена, иначе грядки затопит, и ничего хорошего не выйдет. Поэтому для садоводов отдельные дождики в радость, а несколько дней сплошных дождей приводят участок обратно в состояние болота. Чтобы этого не было, люди не ленятся, и закапывают в землю дренаж (аналог стабисторов), который подключают к канализации, чтобы лишняя вода как можно скорее стекала в главную канаву и близлежащую речку. Вот примерно такая схема у Вас и нарисована, но засада в том, что выход дренажной системы подключен к канаве через тоненькую трубочку (индуктивность бусины для импульсных токов электростатического разряда является значительным сопротивлением). В итоге, когда такой участок заливает водой, то к емкости почвенного слоя просто добавляется емкость дренажных труб. Это, конечно, позволяет выдержать дождик посильнее, но это намного хуже того, чего можно было бы достигнуть, имея хороший сток. Емкость по питанию в данном случае отчасти соответствует емкости дренажной трубы. Она компенсирует индуктивность отводной трубы, гарантирует, что разность потенциалов между пинами VCC и GND трансивера не разъедется слишком сильно, ведь лишний заряд приведет к быстрому изменению потенциала DDGND а 5V останется на прежнем уровне, так как задается изнутри.


По поводу петли. Приложил картинку, где упрощенно показан процесс разряда емкости цифрового входа через управляющий ключ цифрового выхода. Смотреть надо в верхнем ряду слева направо, а внизу там картинка для двух входов трансивера DI + RE, просто для примера. Вы упоминали, что бусина стоит рядом с регулятором, мне почему-то подумалось, что это было где-то в сторонке на плате, где стоят всякие источники питания. Поэтому я и на рисунке оттащил ее несколько в сторону, чтобы был более нагляден тот витиеватый путь, по которому ток потечет.

В итоге, со всех точек зрения лучше делать землю сплошной. Я так понимаю, что один из мотивов воткнуть бусину заключался в том, чтобы не потерять в нетлисте обе цепи и в случае чего применить какие-то дополнительные правила разводки. Я и сам так делал, но вот в случае с бусинами хуже получается, чем без них. Одна радость, КЗ легче искать, если что Резистор вместо "бусины", конечно, будет лучше смотреться, но был у меня такой случай. Конструктор сделал "по уму" аналоговую землю АЦП и соединил ее с цифровой в одной точке, - под АЦП. Рядышком, то есть сантиметрах в двух, он поставил ЦАП, который подчинился этим правилам для АЦП, то есть под ЦАПом уже просто был разрыв между двумя землями. Соединение под АЦП было вполне себе жирным, намного лучше резистора в 0 ом. Так вот, из-за такой петли мы в итоге потеряли где-то 3-4 разряда АЦП. И тут же обрели их вновь, когда процарапали маску под ЦАПом и убрали петлю. Надо было видеть его лицо в этот момент: человек так скрупулезно прошивал верхние и нижние полигоны земли, через каждые два-три миллиметра вдоль каждой группы проводников, станки надрывались сверлить эту лишнюю тысячу "экранных" отверстий, а результат оказался таким плохим...



Думаю, все же лучше будет так. Сигналы через стабисторы на землю платы, ведь именно относительно нее сигналы измеряются, и обеспечивается защита при подключении блоков с не выровненными нулями. А экран засадить прямо на корпус, чтобы сильный разряд (грозовой) шел мимо сигнальных цепей без разрывов. И еще дополнительно соединить экран по ВЧ с цифровой землей, можно и через стабистор, если цифровая земля платы соединена с корпусом у БП. Суть стабистора - укоротить путь на землю лишнего заряда с цифровой земли, попавшего туда с сигнальных стабисторов. Чтобы эти токи не шли на землю через весь блок по цифровой земле в источник питания, а сразу стекали на землю там, где появились.