Šumová rezerva: kolik smí rušení ukrást

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Šumová rezerva: kolik smí rušení ukrást

Když vysílač slibuje aspoň V_OH a přijímač vyžaduje nejvýš V_IH, zbývá mezi těmi dvěma čísly mezera. Ta mezera je všechno, co odděluje funkční spoj od poruchy, a má jméno: šumová rezerva.

NM_H = V_OH − V_IH NM_L = V_IL − V_OLobě musí být kladné

Modře jsou pásma přijímače, zeleně skutečný signál. Jezdcem se přidává rušení — a je vidět přesně ten okamžik, kdy signál vleze do zakázaného pásma a bit zmizí.

Platí ta horší z nich

Rezervy jsou dvě a nesčítají se — spoj drží ta menší. U 74LS je NM_H 0,7 V, ale NM_L jen 0,3 V, takže odolnost celého spoje je 300 mV. Že je nahoře víc než dvakrát tolik, nepomůže: rušení nepřijde jen tehdy, když se to hodí.

Rezerva je zlomek napájení, ne počet milivoltů

Srovnávat 180 mV u 1,8V logiky s 300 mV u TTL přímo nemá smysl — u prvního je to 10 % napájení, u druhého 6 %. Poctivé srovnání je poměrem, a v něm vychází CMOS na pěti voltech nejlíp z celé tabulky: NM_L = 1,09 V, tedy 22 % napájení. Za to se platí spotřebou a rychlostí, a proto se pět voltů drží tam, kde je kolem hluk: v průmyslu, v autech, na kabelu k senzoru.

dvojice	NM_H	NM_L	horší	% V_DD
74LS → 74LS	0,70 V	0,30 V	0,30 V	6 %
74HC → 74HC (5 V)	1,25 V	1,09 V	1,09 V	22 %
LVCMOS 3,3	0,40 V	0,40 V	0,40 V	12 %
LVCMOS 1,8	0,18 V	0,18 V	0,18 V	10 %

Co ta rezerva doopravdy platí: přeslech od souseda, skok na kostře, když se vedle sepne pohon, odraz z neterminovaného vedení, úbytek na zpátečním vodiči a šum napájení. Všechno to jsou milivolty sečtené dohromady — a proto se rezerva nerozdává po kouskách, ale plánuje jako rozpočet, přesně jako v PcbLabu.