vsetko sa musi robit od zaciatku tak, aby to bolo robustne a dobre - aj pri navrhu obvodov a DPS; bolo to fyzici... povzdych na skoro piatok

[Jan Waclawek]

Vsetko sa musi robit od zaciatku tak, aby to bolo robustne a dobre - ak sa
to da, ak nie su zvlastne dovody to nerobit. 

A to "robustne a dobre" v skutocnosti prave su metody, ktore vychadzaju z
tych zjednoduseni - zem je ekvipotencialna plocha, digitalny signal je
nula a jednicka, vyvody suciastok su dokonale navzajom spojene (dalsia
podobna vec je dokonale napajacie napatie, ale nechce sa mi tolko pisat,
domyslite si). Tie problemy, ktore sme takto eliminovali, nazvime Level-0
- t.j. ze sa zle navrhuju obvody, kde nie je nejaky jednotny spolocny
potencial, ze analogove signaly maju tendenciu byt z roznych dovodov
nepresne ci degraduju, ze chapat spoje suciastok ako vedenia prinasa
mnozstvo neprijemnych zlozitosti.

Tie zjednodusenia maju podmienky - napriklad aby platila abstrakcia zeme,
tak ubytky napatia vplyvom realnej rezistivity vodicov (medenych ploch na
DPS) a pretekajuceho prudu musia byt mensie ako cokolvek co je najmensi
problematicky vplyv v danom obvode. Ten "najmensi problematicky vplyv" je
napriklad dany abstrakciou nul a jedniciek, ktora prestane platit ak su
amplitudy signalov porovnatelne s "poruchou zeme". A spoje zacnu byt
vedeniami napriklad v pripade, ze odrazy zacnu byt detekovatelne vstupmi
pripojenych obvodov ako samostatne pulzy. Alebo spoje zacnu byt neidealne
ak nimi ma pretekat velky prud a vznikne velky ubytok napatia.

Takze tie podmienky su pomerne zlozite a tiez navzajom interaguju. A preto
mame tie zasady - aby to bolo robustne a dobre - ktore su Danom spomenuty
brute force, aby sme na vplyvy Level-0 nemuseli vobec mysliet. Takze
napriklad treba pouzivat stvor-a-viac-vrstvovu DPS, kde je jedna vrstva
vyhradena pre spolocnu zemnu plochu. Netreba sa bezdovodne snazit pouzivat
logiku s co najmensou amplitudou. Vysokofrekvencne signaly maju byt vedene
kratkymi vodicmi; v digitalnej technike frekvencia signalu nie je
frekvencia nul a jedniciek ale je dana stmostou hrany signalu, takze
netreba pouzivat zbytocne rychle obvody; a vodice s velkou hustotou prudu
maju byt bud siroke alebo pocinovane alebo treba pouzit DPS s hrubsou
medou.

Mimochodom, dodrziavanie zasad (resp. prechod od nedodrziavaniu k
dodrziavaniu) tiez nie je bez nasledkov. Napriklad pri n-vrstvovej DPS so
zemnou plochou - je napriklad drahsia (ja viem, cinania a toto vsetko -
ale to je povedzme nedavna zalezitost), a pri navrhu a zadavani do vyroby
treba na vselico mysliet. Odrazu sa blbo rucne letuju niektore SMD
suciastky. Alebo ten termistor odrazu ukazuje viac. Alebo sa uz neda
diagnostikovat skrat alebo hladat trasa pozretim proti svetlu. Ale cez
tieto veci sa da lahko povzniest v mene  lepsich vysledkov a svetlejsich
zajtrajskov.

Fajn, lenze este stale sa stava, ze napriek dodrzaniu zasad "robustne a
dobre" veci nefunguju podla ocakavani. Nieco sme z tych zasad porusili.
Vtedy nastupuje expertiza Level-1 - to je presne ta Danova expertiza v
EMC. Level-1 expert jednak pozna vsetky tie zasady naspamat, a druhak
pozna limity ktore vedu k tym zasadam - co Level-0 expert vie obvykle len
tak ledabolo, on ma predsa tie jednoduche zasady. Takze Level-1 expert
napriklad vie, ze zemna plocha je este stale len nejaky vodic s nejakym
plosnym odporom, v ktorom tecu nejake prudy vyvolavajuce nejake ubytky, a
teda ze napriklad nemozu tiect jednou zmenou plochou vykonove signaly
spolu trebars s prudmi krystaloveho oscilatora (mnohi Level-0 experti
poznaju Level-0.5 zasadu spolocneho zemneho bodu). Dalej vie, ze
rozhodovacie urovne logiky typu xy su tolko a tolko, a naviac ma na vstupe
hystereziu, takze toto pre ne vadi a toto nevadi. A vie, ze vysoka
frekvencia je pre taketo a taketo dlhe vodice tolko a tolko, a vie tu vec
o strmosti hran. 

Takze sa moze stat, ze Level-1 expert pomerne rychlo a lahko ukaze prstom a
povie, ano, pokusili ste sa dodrzat pravidla "robustne a dobre", ale v
tomto detaile to pre tento konkretny pripad nefunguje a treba spravit este
toto a toto (napriklad rozdelit zemnu plochu, preprogramovat v FPGA slew
rate alebo pridat zakoncovacie rezistory apod). Ale moze sa stat aj ze to
je zlozitejsie, kde vsak expert obvykle ma instrumentar nastrojov (napr.
Danova smerova sirokopasmova antena a analyzator) a diagnostickych
postupov. 

Obcas sa vsak stane, ze sa jedna o nieco este horsie, Level-2. Necakane
interferencie medzi zemnymi plochami. Vyrobcom zle charakterizovane
prahove napatia ktore sa vplyvom teploty posunu. Male zaporne napatie na
vstupe obvodu sposobi zmenu vlastnosti IO padov tak, ze sa necakane
zrychlia hrany vystupov. Vtedy nastupuje nieco, co by sa mohlo mozno
nazvat improvizacia, ale urcite aj k tomu trebe mat znalosti Level-1.

Cize aj u elektronickych obvodov a DPS plati, ze ano, treba poznat zasady
Level-0 a drzat sa ich, ale skutocne zrno od pliev sa oddeluje v okamihu,
ked spoznam dovody tych zasad, poznam ich limity, a mam aspon zakladnu
predstavu o tom, co robit, ked tie zasady nestacili. 

J