硬件开发与共模噪声：从TTL到CMOS的逻辑系列选择

"共式噪音-腾讯区块链白皮书（2018）" 本文主要讨论了电子通信领域中的一些重要噪声问题，特别是针对信号传输中的干扰现象。首先，介绍了传输线上的反射和“振铃”现象。当信号在传输线上传输时，遇到阻抗不连续，就会产生反射，反射波来回传输导致“振铃”。这种现象会增加系统的噪声干扰，解决方法通常是采用阻抗匹配来消除或抑制。 其次，串扰是另一个关键的噪声来源。串扰是由于信号线之间的互感和互容，使得一条线上的信号在另一条线上产生耦合。串扰分为电感性和电容性两种，且有近端和远端之分。近端串扰发生在信号源附近，而远端串扰则发生在较远处。在设计时，应尽量避免近端串扰，可以采取分离信号线、使用屏蔽良好的线缆等方式降低串扰影响。 共模噪声是指通过系统公共阻抗产生的噪声，对系统稳定性构成威胁。良好的地系统和电源系统是降低共模噪声的关键。设计中，驱动器和接收器的地线应直接连接到电缆地线，同时添加去耦电容以减少电源和地线的干扰。 外部噪声在长距离传输中变得尤为重要，长的地线可能形成良好的天线，接收外部电磁场的干扰。因此，信号地线系统应与安全地线分开，仅通过一点接地，以防止形成回路。 在高噪声环境或高可靠性要求的场景中，差分平衡方式的信号传输是理想选择，因为它能有效抑制共模干扰，提高信号传输的可靠性。 此外，文件中还提到了逻辑系列的选择，例如TTL、CMOS和ECL，这些是数字系统设计中的重要组成部分。选择合适的逻辑系列取决于具体的需求，如高速操作、低功耗等。在设计过程中，硬件工程师需要考虑各种因素，包括技术可行性、可靠性、成本控制以及开发工具的选择。 总结来说，本文涵盖了电子通信中信号传输的噪声管理，包括反射、串扰和共模噪声的控制策略，以及逻辑系列选择的重要性，这些都是硬件开发中的核心知识点。对于硬件工程师来说，理解并掌握这些概念和技术，对于设计高效、可靠的电子系统至关重要。