¿Por qué es necesario conectar la salida del emisor abierto a una resistencia pull-up?
1. Cuando el circuito TTL controla el circuito COMS, si el nivel alto de salida del circuito TTL es inferior al nivel alto más bajo del circuito COMS (generalmente 3,5). V), debe conectarse al circuito TTL. El terminal de salida está conectado a una resistencia pull-up para aumentar el nivel alto de salida.
2. Se debe agregar una resistencia pull-up al circuito de puerta OC para aumentar el nivel alto de la salida.
3. Para aumentar la capacidad de conducción del pin de salida, algunos pines del microcontrolador suelen utilizar resistencias pull-up.
4. En el chip COMS, para evitar daños causados por la electricidad estática, los pines no utilizados no se pueden suspender. Por lo general, se conecta una resistencia pull-up para reducir la impedancia de entrada y proporcionar una ruta de descarga.
5. Se agrega una resistencia pull-up al pin del chip para aumentar el nivel de salida, mejorando así la tolerancia al ruido de la señal de entrada del chip y mejorando la capacidad antiinterferencia.
6. Mejorar la capacidad antiinterferencias electromagnéticas del autobús. Cuando el pasador se deja flotando, es más fácil aceptar interferencias electromagnéticas externas.
7. La falta de coincidencia de resistencias en la transmisión a largo plazo puede causar fácilmente interferencias de ondas reflejadas. La resistencia desplegable coincide con la resistencia y suprime eficazmente la interferencia de ondas reflejadas.
Los principios de selección de la resistencia pull-up incluyen:
1. Debe ser lo suficientemente grande en términos de ahorro de consumo de energía y alta resistencia a la capacidad de inyección de corriente del chip; baja corriente.
2. Debe ser lo suficientemente pequeño como para garantizar una corriente de conducción suficiente;
3. Para circuitos de alta velocidad, las resistencias pull-up excesivas pueden aplanar los bordes. Consideración general
Los tres puntos anteriores suelen elegirse entre 1k y 10k. Lo mismo ocurre con las resistencias desplegables.
¿Cómo calcular el valor específico de la resistencia?
¿Se debe conectar primero la resistencia pull-up a Vcc, luego la resistencia y luego el pin?
Generalmente, los valores de las resistencias pull-up y pull-down tienen un rango específico, que no puede ser demasiado grande ni demasiado pequeño. Todos ellos están entre unos pocos K y decenas de K, dependiendo de los requisitos del circuito.
En cuanto a la conexión, la resistencia pull-up simplemente significa aumentar el nivel. Por lo general, se conecta una resistencia de 4,7-10 K a la fuente de alimentación Vcc y la resistencia desplegable se conecta al cable de tierra GND bajando el nivel. Por lo tanto, conecte la fuente de alimentación o tierra y luego conecte el nodo que necesita subir o bajar del nivel del suelo.
En términos generales, no solo es necesario procesar líneas de señales importantes, sino también señales que pueden estar en un estado no activado durante un período de tiempo.
Por ejemplo, la impedancia de entrada de una puerta CMOS es muy alta y es fácil captar interferencias cuando se deja flotando. Si la energía es suficiente, puede incluso provocar una avería o un bloqueo, lo que provocaría un fallo del dispositivo. Ore para que los diodos de protección de entrada funcionen de manera segura. Si el nivel siempre está en el estado medio, la salida puede ser incierta o tanto el MOS superior como el inferior pueden estar activados, lo que afecta la vida útil del dispositivo.
Cuando todos los dispositivos están en un estado de alta impedancia, el bus también es susceptible a interferencias. Debido a que la línea de control de lectura y escritura se encuentra en un estado no válido en este momento, es posible que no necesariamente haya un problema. Si crees que puedes soportarlo, hazlo. Pero en este momento hay que prestar atención a que la línea de control no se pueda suspender, de lo contrario...
El terminal de entrada del circuito TTL tiene una estructura de emisor abierto y está en un nivel alto. independientemente de si está levantado o no, se recomienda encarecidamente no colgar ni conectar.
¿Subir o bajar? Depende de la necesidad. Por un lado, el dispositivo puede necesitarlo, por otro lado, por ejemplo, para dos dispositivos en el bus, el control de habilitación es eficiente, por lo que es mejor desactivarlo, de lo contrario, si no se establece la señal de control. , habrá dos conflictos que pueden quemar el chip. Si hay un D/A en el bus de la computadora y es necesario restablecerlo o preestablecerlo a través de la señal de reinicio de encendido, entonces puede subir y bajar el bus hasta el número que necesita.
En cuanto al tamaño de las resistencias pull-up y pull-down, este suele ser el caso. La impedancia de la entrada CMOS es muy alta y la resistencia de las resistencias pull-up y pull-down puede ser mayor. Generalmente, los circuitos de baja potencia tienen una mayor resistencia, pero su capacidad antiinterferencias es correspondientemente débil.
Muchas veces la resistencia pull-down es más pequeña que la resistencia pull-up, lo cual es un problema que quedó de la historia. Como se mencionó anteriormente, cuando se levanta el circuito TTL, la emisión base del cabezal de entrada 3 se invierte y no hay corriente, pero cuando se baja, el transistor de entrada comienza a funcionar. Esto se puede encontrar en el TTL. manual.
De manera similar, con respecto a este problema histórico, algunos dispositivos CMOS usan pull-up y le dirán que no pueden manejar estos pines, pero debe prestar atención en este momento, porque usar 10k para pull-down puede no ser efectivo, porque tal vez la resistencia incorporada de 20K y la externa de 10K fijen el nivel en aproximadamente 1V.
A veces verás una resistencia pull-up de alrededor de 150 ohmios o 50 ohmios, especialmente en circuitos de alta velocidad.
Las caídas de resistencia de 150 ohmios generalmente aparecen en la lógica PECL. La etapa de salida lógica PECL está diseñada como un seguidor de voltaje de circuito abierto; necesita resistencias para aumentar el voltaje.
Las resistencias de 50 ohmios no se utilizan mucho en circuitos TTL porque el consumo de energía estática es realmente grande. También desempeña el papel de terminación y polarización en circuitos CML y circuitos PECL.
La etapa de salida del circuito CML es un par de transistores de colector abierto, que requiere una resistencia pull-up para establecer el nivel. Esta resistencia se puede colocar en el extremo transmisor y luego se debe terminar en el extremo receptor, o se puede colocar en el extremo receptor. En este momento, la resistencia de terminación y la resistencia de polarización están integradas. La estructura del circuito PECL es como una CML seguida de un seguidor de emisor.
Las puertas OC también utilizan resistencias pull-up, que son similares a las CML, pero no iguales. En los circuitos CML y PECL, los transistores operan en la región lineal, mientras que los circuitos de compuerta ordinarios y los circuitos de compuerta OC/OD operan en la región de saturación. Los circuitos de compuerta OC/OD se utilizan a menudo para conversión de nivel o conducción, pero su velocidad de funcionamiento no es demasiado rápida. ¿Por qué? En la puerta OC/OD, la resistencia pull-up no puede ser demasiado pequeña, de lo contrario el consumo de energía será grande. Generalmente, la carga en la puerta presenta capacitancia. Cuanto mayor es la carga, mayor es la capacitancia. Al saltar de alto a bajo, la descarga del condensador es impulsada por el MOS o el transistor bipolar bajado en el extremo de salida, que generalmente es más rápido. Sin embargo, al saltar de bajo a alto, debe completarse mediante un tirón. resistencia arriba, y R debe ser docenas de veces mayor, incluso cientos de veces. Suponiendo que C permanece sin cambios, la constante de tiempo aumenta en consecuencia en el mismo múltiplo. Esto también se puede ver claramente en un osciloscopio: el tiempo de subida es mucho más lento que el tiempo de caída. De hecho, la capacidad de accionamiento desplegable de los circuitos generales de puerta será peor. Este fenómeno existe, pero no es obvio.
Al diseñar las resistencias pull-up y pull-down del bus, se debe considerar la misma cuestión: el bus suele estar muy cargado. Si desea que la resistencia proporcione algún valor, debe asegurarse de que el condensador se descargue a través de la resistencia hasta un rango aceptable dentro de un cierto período de tiempo. Si la resistencia es demasiado grande, pueden ocurrir errores.
PLD tiene pull-up y pull-down programables, y el mantenimiento del bus también es equivalente a pull-up y pull-down, lo que puede ahorrar resistencias externas. Pero hay algunas complicaciones.
En términos generales, es necesario levantar y bajar el terminal de entrada. Suponiendo que 10K es un valor factible para el dispositivo, ¿cuál es la resistencia pull-up de entrada equivalente de 10 componentes en paralelo? 1K.
En otras palabras, si desea preestablecer un nivel bajo para la línea de señal, es posible que necesite una resistencia desplegable externa de 200 ohmios. En este caso, si hay señales de activación de 3 puertas, es necesario desplegar una corriente de reposo de aproximadamente 15 mA en el nivel alto, lo cual es demasiado. Este es el efecto de carga adicional.
¿Qué sucede si dos dispositivos suben y bajan y un controlador de puerta de 3 estados genera 3 estados? El nivel es de aproximadamente 1,5 V y ambas puertas no se encuentran en un estado ni alto ni bajo, lo que no logra el propósito del nivel preestablecido y puede inducir oscilaciones y afectar la vida útil del dispositivo.
Las resistencias pull-up y pull-down incorporadas añaden complejidad a los circuitos confiables. Si no tienes cuidado, puedes dejar peligros ocultos difíciles de analizar. Debes tener mucho cuidado al usarlo. Si se pueden conectar resistencias externas, utilice la menor cantidad posible de puertas con pull-ups incorporados o remanentes de bus.
Subida y bajada de resistencias
Vi algunas cosas en Internet que no entienden la subida y bajada de resistencias. El pull-up y el pull-down de la entrada son muy simples, pero muy importantes.
Pull-up: Conectar la alimentación a través de una resistencia. Pull-down: A través de una resistencia a tierra.
El pull-up y el pull-down generalmente tienen dos propósitos: mejorar la capacidad de conducción de la señal de salida y determinar el nivel de la señal de entrada (para evitar interferencias).
Cualquiera que haya usado 8051 sabe que las E/S de la CPU generalmente tienen una conexión mutuamente excluyente (pull-up 5V), principalmente para mejorar la capacidad de la unidad de salida.
Debido a que la CPU 8051 no es un puerto de E/S estándar, puede absorber una corriente promedio de 20 mA cuando la salida es baja. Sin embargo, cuando la salida es alta, una resistencia interna grande la eleva. , la capacidad de conducción es pobre, por lo que a través del pull-up externo Tire para mejorar la capacidad de conducción de la salida de nivel.
Generalmente, la base de un triodo tiene dos resistencias, una para limitación de corriente y otra para pull-up o pull-down. El pull-up aquí es principalmente para determinar el nivel de la señal de entrada. De hecho, el objetivo es evitar interferencias, porque la interfaz de entrada del dispositivo generalmente es muy antiinterferente. La conexión de una resistencia pull-up en realidad reduce la impedancia de entrada y mejora la capacidad antiinterferencias.
Los puertos de entrada no utilizados por componentes generales requieren resistencias pull-up o pull-down. Tenga en cuenta que no conecte nada sin utilizar la interfaz de salida.
Las corrientes fuente y sumidero son las corrientes que fluyen hacia el chip desde el circuito externo a través de los pines. La diferencia es que el hundimiento de corriente es activo y el hundimiento de corriente se llama corriente de tracción. El hundimiento de corriente es pasivo y el hundimiento de corriente se llama corriente de hundimiento.
La diferencia entre pull-up y pull-down es que uno genera corriente y el otro absorbe corriente.
En términos generales, la corriente de vertido es mayor que la corriente de tracción.
Es decir, la capacidad impulsora del flujo de agua de riego es más fuerte.
Cuando el terminal de salida de la puerta lógica tiene un nivel bajo, la corriente inyectada en la puerta lógica se llama corriente de vertido. Cuanto mayor sea la corriente de vertido, mayor será el nivel bajo del terminal de salida. También se puede ver en la curva característica de salida del transistor que cuanto mayor es la corriente de inyección, mayor es la caída de voltaje de saturación y mayor es el nivel bajo. El nivel bajo de la puerta lógica es limitado y tiene un valor máximo UOLMAX. Cuando la puerta lógica está funcionando, no se permite exceder este valor. Las especificaciones de las puertas lógicas TTL estipulan que UL Max≤0,4 ~ 0,5 V.
Cuando el terminal de salida de la puerta lógica tiene un nivel alto, la corriente en el terminal de salida de la puerta lógica sale del puerta lógica, que se llama corriente de tracción. Cuanto mayor sea la corriente de entrada, menor será el nivel alto en el terminal de salida. Esto se debe a que el transistor de la etapa de salida tiene una resistencia interna y la caída de voltaje a través de la resistencia interna reducirá el voltaje de salida. Cuanto mayor sea la corriente consumida, menor será el nivel alto. El nivel alto de la puerta lógica es limitado y tiene un valor mínimo UOHMIN. Cuando la puerta lógica está funcionando, no se permite exceder este valor. La especificación para puertas lógicas TTL estipula que UOHMIN ≥2.4V.
Porque la corriente de entrada de alto nivel es muy pequeña y generalmente se puede ignorar en el nivel de microamperios, mientras que la corriente de bajo nivel es muy grande en el nivel de miliamperios. Por lo tanto, generalmente no hay problema si la corriente de riego de bajo nivel no excede el estándar. El coeficiente de distribución se utiliza para ilustrar las capacidades de la puerta lógica frente a puertas similares. El coeficiente de distribución No es la relación entre la corriente de salida máxima de bajo nivel y la corriente de entrada máxima de bajo nivel.
Para puertas TTL estándar, no≥10; para puertas TTL de la serie Schottky de bajo consumo, NO≥20