地線上不必要的電壓出現(xiàn)地彈的原因

圖2.16描繪了一個理想邏輯器件管芯引線連接的四引腳雙列直插式封裝器件。包含一個發(fā)送電路和一個電路。發(fā)送電路是推拉輸出電路，而事實上任何構(gòu)造的電路在高速情況下都同樣會出現(xiàn)這一問題。

假定輸出驅(qū)動器的開關(guān)B剛剛關(guān)閉，負載電容C對地放電。隨著電容的下降，它積累的電荷向地，在接地回路上形成一個大的電流浪涌，圖中標(biāo)為：I放電。

隨著放電電流建立然后衰減，這一電流變化通過接地引腳的電感起作用，在器件外的系統(tǒng)地平面與封裝內(nèi)的地之間感應(yīng)產(chǎn)生了一個電壓VGND。這個電壓的值等于：

由于輸出轉(zhuǎn)換而引起的內(nèi)部參考地電位漂移稱為“地彈”

與滿幅值的輸出電壓相比，地彈電壓VGND通常很小。它不會嚴重地削弱發(fā)送信號，但嚴重干擾了接收。

再來考慮同一管芯內(nèi)的接收器電路部分。接收器把輸入電壓VM與它本地的內(nèi)部參考地進行差分比較。這個差分運算在圖2.16中可以看成連接到VIN的正輸入減去連接內(nèi)部地的負輸入。因為內(nèi)部的地攜帶了VGND噪聲脈沖，從輸入電路看到的實際電壓差等于：

因為輸入電路對它的正和負輸入之間的差值做出了響應(yīng)，它無法知道噪聲脈沖VGND是被加到負輸入，還是從正輸入減去。換句話說，從輸入電路看來，VGND脈沖就像是直接疊加在輸入信號上的噪聲。

如果同一芯片上到N個容性負載相應(yīng)的N路輸出同時轉(zhuǎn)換，會得到N倍的地電流，于是脈沖VGND的增大也接近N倍。

地彈電壓與經(jīng)過地線引腳的電流變化率成正比。當(dāng)驅(qū)動容性負載的時候，我們期望變化率看起來像電壓的二階導(dǎo)數(shù)一樣。參考圖2.14，電壓的二階導(dǎo)數(shù)是一個雙峰波形，首先向上隆起，然后向下凹陷。