|
Требования к фронтам логических сигналов ТТЛ и КМОП вентилей |
|
|
|
Apr 29 2015, 12:05
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 43
Регистрация: 27-09-10
Пользователь №: 59 760

|
Например, для серии 74HC/HCT фирма "Филипс" указывает максимальную длительность фронта 500 нс при питании 4.5В (кроме триггеров Шмитта)
|
|
|
|
|
Apr 29 2015, 13:56
|
Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 541
Регистрация: 21-03-12
Из: РФ
Пользователь №: 70 919

|
Цитата(koluna @ Apr 29 2015, 14:52)  Исходя из чего и какие предъявляют требования к фронтам сигнала ТТЛ и КМОП вентилей? ТТЛ на затянутом фронте могут возбуждаться вблизи порога переключения. Если дальше в схеме есть счетчик, это может дезорганизовать всю работу схемы. Если счетчиков или счетных триггеров нет, а простая комбинационная схема, то не очень заметно. У КМОП подобного эффекта не наблюдал, но на счетчики все равно фронт должен быть по возможности качественным. В остальных случаях маловажно.
--------------------
Построив автомобили, человечество освободило лошадей от необходимости работать. Почему оно не освободило от такой необходимости себя ))
|
|
|
|
|
Apr 29 2015, 17:47
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 3 834
Регистрация: 14-06-06
Из: Moscow, Russia
Пользователь №: 18 047

|
Цитата(Dmitri.Skorodumov @ Apr 29 2015, 15:05)  Например, для серии 74HC/HCT фирма "Филипс" указывает максимальную длительность фронта 500 нс при питании 4.5В (кроме триггеров Шмитта) Кстати, у 74HC74 от NXP/Philips согласно даташиту на тактовом входе стоит ТШ, а у других производителей - нет. Ограничение на время фронта, впрочем, такое же - 500 ns. С ним у меня была забавная история - не подумав, ради экономии, подал сигнал с оптрона (тормозной 4N35) на такой триггер, в режиме делителя на 2. Фронт был так себе, но работало надежно. Все замечательно. Было. Пока в один прекрасный день не поставили 74HC74 от OnSemi - и тут триггер чудесным образом разучился делить импульсы. Что на входе - то и на выходе. При детальном анализе выяснилось, что из-за слишком пологого фронта дребезг давал ровно один "лишний" импульс. Четко и стабильно. Пришлось в том приборе указать, чтобы использовали строго продукцию NXP. Фронты - они такие...
|
|
|
|
|
May 1 2015, 04:36
|
Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 541
Регистрация: 21-03-12
Из: РФ
Пользователь №: 70 919

|
Цитата(Alexashka @ Apr 30 2015, 08:47)  У КМОП основное требование минимизировать длительность фронта, чтобы избежать сквозных токов и защелкивания КМОП структуры. А какие сегодня есть серии, у которых всё еще существует опасность защелкивания? Во всяком случае 176 и 561 в "аналоговых" режимах используют почти что легально. Конечно они в этих режимах отнюдь не микромощны, но перегрева (на +5В) лично я не наблюдал.
--------------------
Построив автомобили, человечество освободило лошадей от необходимости работать. Почему оно не освободило от такой необходимости себя ))
|
|
|
|
|
May 1 2015, 14:39
|

Практикующий маг
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576

|
Цитата(Меджикивис @ May 1 2015, 08:36)  А какие сегодня есть серии, у которых всё еще существует опасность защелкивания? Во всяком случае 176 и 561 в "аналоговых" режимах используют почти что легально. Конечно они в этих режимах отнюдь не микромощны, но перегрева (на +5В) лично я не наблюдал. Легально это когда данный режим работы оговорен в ТУ на микросхему. В данном же случае (цифровая микросхема) уровни на въоде и длительность фронтов четко оговорены и если вы их нарушаете, любая проблема в работе устройства в связи с данными компонентами будет на Вашей совести. У современной логики ток приводящий к защелкиванию увеличен, благодаря технологическим приемам, но эффект остается. Иначе бы производители не указывали максимальную длительность фронта даже для современных м-с логики. У меня например не было таких случаев, но Вы же понимаете, что если мы с Вами ни разу не видели шаровую молнию, это не значит, что они(молнии) не существуют  Перегрев тоже не обязательно будет по всему кристаллу, он может быть локальный, сравните размер кристалла и одной КМОП ячейки. Вообще при защелкивании ток такой, что микросхема просто взрывается.
|
|
|
|
|
May 1 2015, 17:53
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 313
Регистрация: 2-07-11
Пользователь №: 66 023

|
Цитата(Alexashka @ May 1 2015, 17:39)  У современной логики ток приводящий к защелкиванию увеличен, благодаря технологическим приемам, но эффект остается. Иначе бы производители не указывали максимальную длительность фронта даже для современных м-с логики. Защелкивание - это следствие того что напряжение на входе меньше нуля или больше питания. Про длительность фронтов - это другая история, тут опасность не защёлкивания а неправильной работы, в некоторых случаях перегрева.
|
|
|
|
|
May 1 2015, 18:58
|

Практикующий маг
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576

|
Цитата(Меджикивис @ May 1 2015, 21:38)  176 и 561 используют любители "и в хвост и в гриву", как говорится. Но о защелкивании этих серий не сообщал пока никто. Вы тоже не наблюдали, как и я. При сильном желании вогнать наверно можно, но чтоб от затягивания фронтов - ну ооочень навряд... У меня с этими сериями опыта особого нет, но коллега по работе часто рассказывал (а он в свою бытность на них чего только не делал, по сути вся обработка сигналов была на жесткой логике), что они бывало выгорали очень жестко и всему виной были пологие фронты. Сейчас вроде бы проблема решена, но почемуто требование по фронтам до сих пор присутствует в даташитах. Цитата(maksimp @ May 1 2015, 21:53)  Защелкивание - это следствие того что напряжение на входе меньше нуля или больше питания. Про длительность фронтов - это другая история, тут опасность не защёлкивания а неправильной работы, в некоторых случаях перегрева. Я почемуто думал, что сквозной ток через структуру (который имеет место при потенциалах между "0" и "1" на входе) также приводит к защелкиванию. Возможно это не так, уже не помню где я это читал.
|
|
|
|
|
May 2 2015, 06:07
|
Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 541
Регистрация: 21-03-12
Из: РФ
Пользователь №: 70 919

|
Цитата(Alexashka @ May 1 2015, 22:58)  У меня с этими сериями опыта особого нет, но коллега по работе часто рассказывал (а он в свою бытность на них чего только не делал, по сути вся обработка сигналов была на жесткой логике), что они бывало выгорали очень жестко и всему виной были пологие фронты. Вы первый, от кого я такое слышу. Знаю конструкцию "псевдо"-синусоидального генератора, где сначала вырабатывался треугольник, который подавался на вход 176-го лог. элемента как раз на пороге срабатывания, так что на выходе вершины такого треугольника прижимались нелинейностью элемента и получался приблизительный синус. Это я к тому, что такой элемент непрерывно находится в режиме сквозного тока, вплоть до очень медленных фронтов в единицы секунд, и ничего с ним не случалось. Цитата(Alexashka @ May 1 2015, 22:58)  Сейчас вроде бы проблема решена По-моему она ну оооочень давно решена; читал, что такой фигнёй страдали только самые первые выпуски 176-й серии, у них на входах были стабилитроны, а не пара защитных диодов. Но таких давно уже нигде нет, во всяком случае я в свою бытность не застал. Цитата(maksimp @ May 1 2015, 21:53)  Защелкивание - это следствие того что напряжение на входе меньше нуля или больше питания. На входе защитные диоды стоят, так что больше питания или ниже общего не позволят они. А вот перенапряжение по питанию - да. Даже чрезвычайно короткий, микросекундный, но высокий импульс по питанию - и структуры открываются сквозняком, как тиристоры. Со всеми очевидными последствиями. У меня так контроллер PIC выгорел. А импульс сравнительно невысок был, 12 вольт только.
--------------------
Построив автомобили, человечество освободило лошадей от необходимости работать. Почему оно не освободило от такой необходимости себя ))
|
|
|
|
|
May 2 2015, 09:12
|

Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287

|
Цитата(Меджикивис @ May 2 2015, 09:07)  Знаю конструкцию "псевдо"-синусоидального генератора, где сначала вырабатывался треугольник, который подавался на вход 176-го лог. элемента как раз на пороге срабатывания, так что на выходе вершины такого треугольника прижимались нелинейностью элемента и получался приблизительный синус. Это я к тому, что такой элемент непрерывно находится в режиме сквозного тока, вплоть до очень медленных фронтов в единицы секунд, и ничего с ним не случалось. Не только "псевдо". Кроме повсеместно распространённых генераторов, где один, два или более элементов при помощи ООС загонялись в линейный режим, на КМОП-микросхемах часто строили усилители. Рекомендовалось только питание подавать через токоограничивающий резистор, иначе сквозной ток мог привести к перегреву. Вспомните хотя бы "Синклеры" с их усилителями сигнала стримера. Цитата А вот перенапряжение по питанию - да. Даже чрезвычайно короткий, микросекундный, но высокий импульс по питанию - и структуры открываются сквозняком, как тиристоры. Со всеми очевидными последствиями. У меня так контроллер PIC выгорел. А импульс сравнительно невысок был, 12 вольт только. Нет, речь не о питании. А о входном сигнале, превышающем питание. К питающему напряжению КМОП, как правило, всегда были терпимы. От 5В до 15 работали легко, даже 9-вольтовая 176-я серия.
|
|
|
|
|
May 2 2015, 15:11
|

Практикующий маг
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576

|
Цитата(Меджикивис @ May 2 2015, 10:07)  Это я к тому, что такой элемент непрерывно находится в режиме сквозного тока, вплоть до очень медленных фронтов в единицы секунд, и ничего с ним не случалось. Да да, прекрасно помню эти статьи в журналах: мол производители и не подозревает о скрытых возможностях логческих микросхем, которые они выпускают, а вот мы дотошные радиолюбители попробовали и оказывается - и впрямь логическая микросхема может работать как аналоговый усилитель! Круто  Если не верите можете сами убедиться! А еще можно вспомнить схему УКВ приемника на К548УН1(усилитель низкой частоты) и прочие "находки". И что с того? Если работает значит можно? Значит правильно? Вот я попробовал -у меня 176ЛЕ5 с длинным фронтом не защелкивается, значит так можно делать? А производители просто трусливые перестраховщики Вообще мне кажется это умение использовать микросхемы и другие элементы нестандартно, не по своему назначению, было своего рода доказательством высокого мастерства радиолюбителя, нешаблонности мышления даже я бы сказал  Но мы тут вроде не об этом? Цитата(Меджикивис @ May 2 2015, 10:07)  По-моему она ну оооочень давно решена; читал, что такой фигнёй страдали только самые первые выпуски 176-й серии, у них на входах были стабилитроны, а не пара защитных диодов. Но таких давно уже нигде нет, во всяком случае я в свою бытность не застал. И сейчас большая часть низковольтной логики тоже не имеет на входе диодов, которая толерантна к 5В. И что с того? Кстати защелкивание как раз происходит когда ток идет через защитный диод (который есть часть паразитного тиристора -виновника этой проблемы). Всё же я не понимаю к чему этот спор. То что написано в требованиях на элемент надо выполнять и точка. Почему возникло это требование - другой вопрос, по крайней мере производитель не гарантирует правильную работу микросхемы если эти требования не соблюдаются.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|