Oh chico, por dónde empezar ...
Básicamente, existe todo este campo denominado "integridad de la señal" que se relaciona directamente con lo que está preguntando. SI es un tema complejo que lleva años comprender y envolver tu cabeza. Hay mucha información en la red sobre SI y, honestamente, la mayor parte es errónea, engañosa o errónea. Desafortunadamente, saber esto es esencial para que los sistemas digitales sean robustos y confiables. Cada EE debería saber esto.
La mejor guía para esto es el libro Diseño digital de alta velocidad: un manual de Black Magic . Un libro muy recomendable, y vale cada centavo!
No hay forma de que pueda darte una buena visión general de las cosas que necesitas saber sobre SI. El tema es que grande y complejo. Pero déjame darte algunos elementos aleatorios que, con suerte, con un buen libro te indicarán la dirección correcta.
- La caída de voltaje en las trazas / cables / cables no suele ser un problema para una señal digital a menos que las trazas / cables sean de varios metros o más. Es la ley de ohmios: caída de voltaje = corriente * resistencia. Y la corriente simplemente no es lo suficientemente grande.
- Conocer y controlar la traza / impedancia del cable es muy importante. Si no conoce la impedancia, no puede obtener la IS adecuada.
- Es esencial usar el tipo correcto de terminación de señal. Digo esto otra vez: ESENCIAL.
- La topología de la señal (cómo se enruta la señal) es fundamental para saber qué tipo de terminación de señal usar.
- Las velocidades de reloj / señal más rápidas no determinan si una señal necesita terminación, es la velocidad de los bordes de la señal. Incluso una línea de reinicio que cambia solo una vez podría requerir la terminación adecuada de la señal.
- El stackup de la PCB (cómo se organizan las capas y el espacio entre las capas) es fundamental para controlar la impedancia de la traza.
- Pinouts de cables y conectores es crítico. Arregle las señales y los power / gnds mal y será terrible.
- Las tapas de desacoplamiento son mucho más que simplemente suavizar la potencia. De nuevo, esto es crítico.
- Los voltajes de señalización más altos ayudan algunas cosas, pero dañan otras. A menos que vaya distancias largas (más de 10 metros), no se moleste. Por ejemplo, no ejecute los niveles RS-232 si solo va a la siguiente tabla de su pila.
También quiero enfatizar de nuevo que la mayoría de las cosas que encuentras en la red pueden hacer algo o todo esto mal. Cosas de Arduino en especial. Consigue un buen libro y úsalo como una base sólida. Oh, la mayoría de los libros también tienen grandes errores. El libro que menciono es muy bueno y es considerado por casi todos como el estándar de oro.