Neden dirençli bir sinyal hattı ile seri koymak?

Devrelerde birçok kez, bir sinyal hattında seri halinde ve hatta bir MCU'nun VDD hattında seri halde yerleştirilmiş bir direnç görüyorum. Bunun amacı hattaki gürültüyü düzeltmek mi? Aynı şeyi yapmak için 0,1µF gibi küçük bir kapak kullanmaktan ne kadar farklıdır?

İki yaygın sebep, sinyal bütünlüğü ve tembel seviye dönüşümündeki akım sınırlamasıdır.

Sinyal bütünlüğü için, bir pcb izi ve ekli bileşenler tarafından oluşturulan iletim hattının empedansındaki herhangi bir uyumsuzluk, sinyal geçişlerinin yansımasına neden olabilir. Bunların, ölene kadar birçok döngü için uçtaki uyumsuzlukları yansıtan iz boyunca ileri geri sıçramasına izin verilirse, sinyaller "halka" olur ve seviye veya ek kenar geçişleri olarak yanlış yorumlanabilir. Tipik olarak bir çıkış pimi izden daha düşük bir empedansa ve bir giriş pimi daha yüksek bir empedansa sahiptir. Çıkış pimi üzerindeki iletim hattı empedansıyla eşleşen bir seri direnç değeri koyarsanız, bu aniden bir voltaj bölücü oluşturur ve hatta aşağı doğru giden dalga cephesinin voltajı çıkış voltajının yarısı olacaktır. Alıcı uçta, girişin yüksek empedansı esasen açık devre gibi görünür, bu ani gerilimi orijinaline geri ikiye katlayan faz içi bir yansıma üretecektir. Ancak, bu yansıma sürücünün düşük empedanslı çıktısına geri dönmesine izin verilirse, faz dışına yansır ve yapıcı olarak müdahale eder, tekrar çıkarılır ve zil çalar. Bunun yerine, hat empedansına uyacak şekilde seçilen sürücüdeki seri direnç tarafından absorbe edilir. Bu tür kaynak sonlandırma, noktadan noktaya bağlantılarda oldukça iyi çalışır, ancak çok noktalı bağlantılarda çok iyi değil. Bunun yerine, hat empedansına uyacak şekilde seçilen sürücüdeki seri direnç tarafından absorbe edilir. Bu tür kaynak sonlandırma, noktadan noktaya bağlantılarda oldukça iyi çalışır, ancak çok noktalı bağlantılarda çok iyi değil. Bunun yerine, hat empedansına uyacak şekilde seçilen sürücüdeki seri direnç tarafından absorbe edilir. Bu tür kaynak sonlandırma, noktadan noktaya bağlantılarda oldukça iyi çalışır, ancak çok noktalı bağlantılarda çok iyi değil.

Tembel seviye çevirilerinde akım sınırlaması bir başka yaygın nedendir. Farklı kuşakların CMOS IC teknolojileri farklı optimum çalışma voltajlarına sahiptir ve transistörlerin küçük fiziksel büyüklüğü tarafından belirlenen hasar limitlerine sahip olabilir. Ek olarak, girdilerinden, tedariklerinden daha yüksek bir voltajda bulunmaya tahammül edemezler. Bu yüzden çiplerin çoğu, aşırı gerilime karşı koruma sağlamak için girişlerden beslemeye küçük diyotlarla üretiliyor. Eğer 5v'lık bir bölümden 3.3v'lik bir parça kullanıyorsanız (veya bugün daha muhtemelse, 3.3v'luk bir kaynaktan 1.2 veya 1.8v'lik bir sürücü kullanıyorsanız), sinyal voltajını güvenli bir aralığa bağlamak için bu diyotlara güvenmek cazip olacaktır. Bununla birlikte, genellikle yüksek voltaj çıktısı tarafından potansiyel olarak kaynaklanabilecek tüm akımı tutamazlar, bu nedenle diyot boyunca akımı sınırlamak için bir seri direnç kullanılır.

Evet, sinyal bütünlüğü nedenidir. Bir kapak kullanmak kenarı çok yavaşlatır ve temiz değildir. Konuyla ilgili standart kitap Yüksek Hızlı Dijital Tasarım: Kara Büyü El Kitabı . Genel bir kural olarak, 22.1 ohm, genellikle bir başlangıç ​​noktası olarak kullanılır. Tahta inşa edilmeden önce daha iyi bir analiz yapmak için Mentor Graphics 'HyperLynx gibi bir sinyal bütünlüğü simülasyon aracını kullanabilirsiniz.

VDD hattında nedeni bu değil. Bazı insanlar gücü ölçmek için oraya bir milliohm direnç koyabilir, daha sonra üretim için 0 ohm ile değiştirebilir. Diğerleri, özellikle analog, gürültüden kurtulmak için üzerine bir RC filtre koyabilir.

Ne tür bir ürün üzerinde? Tüketici tarafında, muhtemelen sinyal bütünlüğü içindir (Brian'ın cevabına bakınız).

Bir geliştirme aracında mevcut sınırlama için olabilir. Projelerim için harici modüllere bağlanan veri hatları için bazı 470-ohm'luk dirençleri sinyal hatlarına bırakıyorum. Dijital bir giriş tarafından çekilen akım, bu direnç boyunca büyük bir voltaj düşmesine neden olmak için yeterli değildir. Geçerli sınırlama, bir şeyleri bağlarken bir hata yaparsam ya da bir şey açıkta kalan bir panoda bir bağlantıyı keserse, hiçbir şeyin (genellikle) sigara içmeyeceği anlamına gelir. Bir kapaktan farklıdır, çünkü bir başlık bir dijital kenara (kısa ama bazen göz ardı edilemez bir süre için), bir rezistörün zıt etkisine sahip olacak şekilde çok fazla akım çekecektir.

Bahsettiğiniz şey bu olup olmadığından emin değilim, ancak uzun bir yol kullanan bir op-ampın çıkışına ufak bir direnç (<100 ohm) yerleştirilebilir, böylece kapasitif yük neden olmaz yükseltici salınım yapacak.

Ayrıca, iki yükselticinin aynı çıkış empedansına sahip olmasını sağlamak için, girişimi reddeden dengeli bir hat oluşturmak için de kullanılabilir .

İki cevap daha:

1. Bir hatta direnç eklemek, aksi takdirde elektrostatik boşalmadan (ESD) kaynaklananlar gibi kısa yüksek voltajlı geçici devrelerden kaynaklanacak zarar verici akım akımlarını sınırlayabilir.
2. Bir çipin güç kaynağı girişine uygun düşük değerli bir direnç, çipin besleme akımına orantılı olan bir voltajı düşürecektir. Bir direnç direncin değerini biliyorsa, devre çalışmasını kesmeden bir metre bağlayabilir, gerilimi ölçebilir ve akımı çıkarabilir. Devre, gereken ölçüm aletiyle veya ölçüm cihazı olmadan aynı şekilde çalışacaktır. Aksine, kartın, beslemeyle seri bir ampermetre için bir bağlantı noktası varsa, mater mevcut olmadığında bu bağlantıyı kısaltmak gerekir.

Bir görüntüleyicide CMOS analog sıra / sütun çoklayıcıyı sürmek için programlanmış bir Xilinx FPGA gördüm, çoklayıcıyı çöpe attı, çünkü alt nanosaniye alt Xilinx dijital kenarları FAR AŞAĞIDAKİ yere ve FAR YUKARIDA VDD'den çıktı. Bu, 900MHz hızında 1pF'lik bir sondayla gözlemlenmiştir (TEK aktif fetip sondası P6201, uzun zamandır kullanılmamıştır). Normal 13pF yavaş probunuzda aşırı çekim olmadı. Bu alanlarda yılların tecrübesine sahip kişilerce, Xilinx'ten çoklayıcıya kadar 6 "tellerin her birine (bu tellerin yaklaşık 15'i) 1Kohm'luk bir direnç yerleştirmeye yönlendirildim. Sonuç? İyi bir görüntü, çok fazla ofset / Bazı sıcak-soğuk plaka düzeltmesi eklendi ve parmağınızın ısısını bir sayfa kağıda batırdığını görebildiniz. Neler oluyor? Her iki kutuptaki ESD vuruşlarını emmesi beklenen koruma diyotları, Bu alt nanosaniye sırasında / ofhoots altında açıyorlardı. Böylece saniyede milyonlarca kez bir yük, CMOS substratına ve kuyularına enjekte edildi; bunlar, eve geri dönmeyi gerektiren beklenmedik bir ücret akışıyla grd / raya sürüldüklerinde dijital davranışı ve belki de analog sinyalleri bozdu. ESD testi sırasında yalnızca bir mantık geçidinin bozulduğu diğer CMOS devrelerinde hata ayıklamaya yardım ettim, çünküKuyu / substrat içine yerel şarj toplama kontağı.

Vdd hatlarındaki dirençlere dikkat edin. Kapağı doğru bir şekilde boyutlandırmak konusunda dikkatli değilseniz, çalışma beslemesi üzerinde etkili bir etkisi olan cihaza besleme beslemesinde dalgalanma olabilir.

Bazen uzun bir giriş kablosunda dağıtılmış kapasitansı telafi etmek için ayrı bir dijital girişe paralel olarak bir direnç veya başka bir yük eklenir. Uzun bir blendajlı kablo bağlantısının sonunda bir alan anahtarının sıcak ve geri dönüşlü bir iletkene sahip olduğunu göz önünde bulundurun. kablo çiftinin diğer ucunda 120 vac bir Hat bulunur ve geri dönüş tarafı bir PLC, DCS veya başka bir dijital cihazın girişine gider. Bu değerlere dayanarak: - Besleme gerilimi - Kablo kapasitansı - Dijital giriş cihazı empedansı - Dijital giriş cihazı AÇIK gerilimi Kablo çalışması için, anahtar açıldığında girişin kapanması için maksimum güvenli bir mesafe hesaplayabilirsiniz.
Kablonun empedansı ve giriş cihazı, anahtar açıkken bile girişteki voltajın eşikten daha yüksek olmasına neden olabilecek bir voltaj bölücü oluşturur.