Неинвертирующий ключ Опции

[LAS9891]

Подскажите схему неинвертирующего ключа на биполярном транзисторе.

К примеру вот такая схема:



Источник V1 формирует на входе логическую (далее лог.) единицу (3,3 В) или лог. 0 (0 В). Источник V2 формирует напряжение 3,3 В. При лог. 1 на входе (когда источник V1 формирует 3,3 В) на эмиттере 2,7 В - конечно можно считать за лог. 1. При лог. 0 на входе, на эмиттере нановольты, в принципе похоже на лог. 0. Возможно как нибудь улучшить схему? Например, повысить напряжение лог. 1 на выходе до 3,3 В. И как рассчитать значение сопротивления R1 таким образом, чтобы ток через резистор был равен 3 мА?

[Ga_ry]

Это у Вас не ключ, это эмиттерный повторитель и R2 там лишний, как и R1.
Чтобы сделать неинвертирующий ключ можно включить два ключа последовательно.

[LAS9891]

Это у Вас не ключ, это эмиттерный повторитель и R2 там лишний, как и R1.
Чтобы сделать неинвертирующий ключ можно включить два ключа последовательно.

А вот тут обзывают схему с ОК ключом: http://prmatem.ru/rezonans/elementzep39.htm
А на одном транзисторе этого не сделать?

На счет R1. А если вместо V1 будет стоять микроконтроллер, чем тогда ограничить ток? На счет R2 - а для "точного закрытия" транзистора разве он не нужен?

Проблема на самом деле глобальнее. Мне нужно подключить 4 индикатора 490ИП2. У них есть вход ВГ - вход гашения. Якобы при лог. 1 на этом входе индикатор гаснет. Я хочу объединить эти выводы у всех индикаторов чтобы гасить их одновременно, подавая лог. 1 с микроконтроллера сразу на все 4 входа ВГ. Максимальное напряжение на входе ВГ 5,5 В. Максимальный входной ток на входе ВГ 100 мкА (при напряжении входа 2,4 В). Максимальный выходной ток с вывода микроконтроллера 6 мА (напряжение лог. 1 3,3 В). Вроде можно объединить все выводы ВГ на одну ногу микроконтроллера? А если нет, то как подать 3,3 В сразу на все выводы ВГ?

Сообщение отредактировал LAS9891 - Jan 26 2016, 12:20

[Ga_ry]

Я никогда не видел 490ИП2 это оно?
http://www.155la3.ru/datafiles/490ip2_tu.pdf

Если да, то объединяйте все 4 входа гашения и на ногу МК, 0,4 мА это суммарный ток.
Управлять можно без всяких ключей.
Вы уверены что 3,3 В достаточно для работы этого индикатора?

[Александр1]

Якобы при лог. 1 на этом входе индикатор гаснет.

Значит, для засветки индикатора вам необходимо подать 0 на ВГ. По данным (в сообщении 4) входной ток вытекающий 1,6 мА и ваш ключ не обеспечит 0 на входе индикатора. Ключ должен быть другим: либо двухтактным, либо резистор в эмиттере должен быть 220-240 Ом.

[LAS9891]

Я никогда не видел 490ИП2 это оно?
http://www.155la3.ru/datafiles/490ip2_tu.pdf

Если да, то объединяйте все 4 входа гашения и на ногу МК, 0,4 мА это суммарный ток.
Управлять можно без всяких ключей.
Вы уверены что 3,3 В достаточно для работы этого индикатора?

Да это он. По поводу 3,3 не уверен. Вся имеющаяся у меня документация содержится в пдф по вашей ссылке.

[Ga_ry]

В документации не указано минимальное рабочее напряжение питания встроенной логики.

[LAS9891]

Значит, для засветки индикатора вам необходимо подать 0 на ВГ. По данным (в сообщении 4) входной ток вытекающий 1,6 мА и ваш ключ не обеспечит 0 на входе индикатора. Ключ должен быть другим: либо двухтактным, либо резистор в эмиттере должен быть 220-240 Ом.

Как вообще понять "вытекающий" ток? Это что значит? На вход ВГ к примеру подаю 0 В (соединяю с землей) какой будет "вытекающий" ток. Откуда и куда он будет вытекать?
Входной ток лог. 1 это еще понятно: подали 3,3 В на вход ВГ, ток от 3,3 В будет течь в вход ВГ (в индикатор) и он не должен быть больше 100 мкА. А че такое "вытекающий"?

В документации не указано минимальное рабочее напряжение питания встроенной логики.

По этой причине менять индикатор?

Если да, то объединяйте все 4 входа гашения и на ногу МК, 0,4 мА это суммарный ток.

А если суммарный ток превышал бы максимальный ток с ноги микроконтроллера? Че тогда делать? Такая схема выручит (пусть даже с инверсией)? К коллектору подключаем все 4 вывода ВГ

Сообщение отредактировал LAS9891 - Jan 26 2016, 13:12

[Ga_ry]

Это общепринятые понятия из ТОЭ применяются для расчета узлов эл.схемы.
Менять/не менять индикатор трудно сказать. Запитайте его этим (и меньшим) напряжением если работоспособность присутствует и сам прибор не для серии и верхний частотный диапазон не сдуется - то пусть работает.

Ключи обычно применяются чтобы коммутировать более высокие напряжения чем питающее или для реализации открытого коллектора или чтобы управлять верхним мосфетом, или ... еще куча или...

В Вашем случае этого не требуется.

[Александр1]

Как вообще понять "вытекающий" ток? Это что значит? На вход ВГ к примеру подаю 0 В (соединяю с землей) какой будет "вытекающий" ток. Откуда и куда он будет вытекать?

Вытекающий входной ток - это когда на не подключенном входе имеется потенциал, отличный от минуса питания (общего провода). Эквивалентно тому, что вход соединен резистором с плюсом питания внутри ИМС. И чтобы обеспечить 0 на таком входе, нужно вход замкнуть на минус. При этом на минус со входа будет вытекать некоторый ток, обусловленный тем самым внутренним резистором. Это и есть вытекающий входной ток.
В реальных ИМС, конечно, стоят не резисторы. Например, в ТТЛ логике на вход выходят эмиттеры транзисторов и, оставив вход не подключенным, мы создаем на входе лог 1. Тогда как в КМОП не подключенный вход - это лог 0 (при условии отсутствия помех и наводок).

[LAS9891]

В Вашем случае этого не требуется.

Я понял что в моем случае это не требуется. А что нужно было бы сделать если бы ток на входе ВГ превышал максимальный ток с микроконтроллера? Как схемотехнически это решить? какая схема? или это секретная информация?

[Ga_ry]

Нет не секретная.
Если например много входов, то ставят обычно какой-то буфер подходящий по току и рабочему напряжению.
Потому что скоростные характеристики тоже нельзя игнорировать.
Ключ включается быстро, а на скорость выключения влияют емкость входов и сопротивление нагрузки ключа.

[LAS9891]

Вытекающий входной ток - это когда на не подключенном входе имеется потенциал, отличный от минуса питания (общего провода). Эквивалентно тому, что вход соединен резистором с плюсом питания внутри ИМС. И чтобы обеспечить 0 на таком входе, нужно вход замкнуть на минус. При этом на минус со входа будет вытекать некоторый ток, обусловленный тем самым внутренним резистором. Это и есть вытекающий входной ток.
В реальных ИМС, конечно, стоят не резисторы. Например, в ТТЛ логике на вход выходят эмиттеры транзисторов и, оставив вход не подключенным, мы создаем на входе лог 1. Тогда как в КМОП не подключенный вход - это лог 0 (при условии отсутствия помех и наводок).

Т.е. когда я хочу подать 0 на вход ВГ, я должен учесть что при этом с входа потечет ток 1,6 мА . Значит, если ,к примеру, я соединю выход ВГ с землей через резистор, то на на выходе ВГ будет не 0 В, а какое то напряжение равное падению напряжения на резисторе. Так?

Нет не секретная.
Если например много входов, то ставят обычно какой-то буфер подходящий по току и рабочему напряжению.
Потому что скоростные характеристики тоже нельзя игнорировать.
Ключ включается быстро, а на скорость выключения влияют емкость входов и сопротивление нагрузки ключа.

А буфер представляет из себя отдельную микросхему? Они так и называются буфер?

Ключи обычно применяются чтобы коммутировать более высокие напряжения чем питающее или для реализации открытого коллектора или чтобы управлять верхним мосфетом, или ... еще куча или...

А здесь разве не ключи?

[Ga_ry]

Да, отдельная микросхема http://www.chipdip.ru/video/id000288916/

Да, на схеме ключи.

[Александр1]

Т.е. когда я хочу подать 0 на вход ВГ, я должен учесть что при этом с входа потечет ток 1,6 мА . Значит, если ,к примеру, я соединю выход ВГ с землей через резистор, то на на выходе ВГ будет не 0 В, а какое то напряжение равное падению напряжения на резисторе. Так?

Да.
В подобных схемах нужно учитывать параметры входных-выходных токов (в случае применения транзисторных ключей) или применять готовые буферные элементы. Зачастую обычный логический элемент может выполнить роль буфера.

[LAS9891]

Да, на схеме ключи.

И в этой схеме как я понимаю ключи используются с целью не сжечь порт микроконтроллера в случае если индикатор соединить напрямую. Я предполагал что подобное возможно реализовать в моем случае. Я не прав?

[Ga_ry]

Я не прав?

Абсолютно.
Тут ключи ОК (извините за отсутствие, уволился техдиректор, немного выпивали) применяются для коммутации общих анодов/катодов.
А нижние ключи тоже Общий Катод, для коммутации сегментов.
Все это нужно чтобы обеспечить динамическую индикацию.

Общий эмиттер вообще забудьте, кстати по ссылке выплывает зеленое окно с какой-то х... закрыть его не смог, как и посмотреть кто написал этот бред.

[LAS9891]

Общий эмиттер вообще забудьте, кстати по ссылке выплывает зеленое окно с какой-то х... закрыть его не смог, как и посмотреть кто написал этот бред.

Ссылка: http://prmatem.ru/rezonans/elementzep39.htm
В прикрепленной pdf содержится страница по вышеуказанной ссылке.
 ________________________________.pdf ( 170.35 килобайт ) Кол-во скачиваний: 93

И еще хочется задать вопрос по схеме динамической индикации.
Когда один из верхних транзисторов будет открыт, то на общем (для одного индикатора) аноде светодиодного индикатора будет значение напряжения почти Vcc. Почти - это Vcc минус напряжение между эмиттером и коллектором (далее Uэк) при открытом транзисторе, полученная величина будет около 3 В (зависит от транзистора). И вот это почти Vcc поступает на анод.
Похожая ситуация возникнет и при открытии какого нибудь нижнего транзистора - на катоде сегмента будет не 0 В, а сумма напряжений Uэк и падения напряжения на резисторе.
И, как я думаю, поскольку в этом конкретном светодиодном индикаторе внутри нет логических компонентов, то в принципе и не важно что на аноде не совсем 3,3 В, а на катодах не 0 В. Поэтому для коммутации можно использовать транзисторные ключи.
А вот еще непонятка:

Тут ключи ОК (извините за отсутствие, уволился техдиректор, немного выпивали) применяются для коммутации общих анодов/катодов.

ОК - это общий коллектор? А разве там не с общим эмиттером? Вроде же похожи на это: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%...%80%D0%BE%D0%BC

И еще непонятка:

А нижние ключи тоже Общий Катод, для коммутации сегментов.

Что за ключ такой общий катод? Может быть снизу тоже ключи с общим эмиттером все таки?
Вот картинка схемы с общим эмиттером. Я не прав?

Уже весь мозг сломал

Сообщение отредактировал Herz - Jan 27 2016, 14:43

[Александр1]

Если в индикаторе содержатся только светодиоды, то можно применять и транзисторные ключи и логику, в т.ч. и МК. Только всегда следует учитывать нагрузку на логику и МК.
В ваших индикаторах встроена логика, поэтому для управления следует подавать уровни, указанные в тех документации.

[LAS9891]

Да.
В подобных схемах нужно учитывать параметры входных-выходных токов (в случае применения транзисторных ключей) или применять готовые буферные элементы. Зачастую обычный логический элемент может выполнить роль буфера.

Вопрос такой. Учитывая, что порт микроконтроллера способен выдержать 6 мА, могу ли я напрямую соединить все 4 вывода ВГ на одну ногу микроконтроллера (далее МК)?

В случае, если я буду выводить лог. 1 на вывод МК, максимальный втекающий ток на входы ВГ в сумме 400 мкА.
В случае, если я буду выводить лог. 0 на вывод МК, максимальный вытекающий ток из входов ВГ в сумме 1,6 мА * 4 = 6,4 мА.

Не сгорит ли у меня порт? Может быть стоит поставить токоограничевающий резистор, а лучше 4 шт на каждый вход ВГ?

[Александр1]

Токоограничительный резистор - не лучшее решение в данном случае. Поскольку в вашем индикаторе стоит логика, то ей необходимо задать уровень непосредственно на входном выводе индикатора. А резистор создаст дополнительное падение напряжения и уровень нуля будет выше. Как близко это значения 0 приблизится к порогу переключения внутренней логики? Все это на пределе параметров. Может все и удачно сложится, а может при определенных условиях и сбойнет. Да и для МК нагружать вывод.
Я бы поставил ключ с общим эмиттером: лог 0 будет "железный", а 1 и такой будет достаточно. Резистор в коллекторе выбирается из условия быстродействия ключа (как часто нужно гасить индикацию). А с МК на ключ подать инверсный сигнал.

[SlavaV]

И как рассчитать значение сопротивления R1 таким образом, чтобы ток через резистор был равен 3 мА?

Схема с общим эмиттером, R1 необходим обязательно, а вот R2 по необходимости.

Рассчитать R1 просто для начала нужно определиться с током коллектора, а потом по документации на транзистор определяем ток базы при этом токе коллектора. Получаем обычный делитель напряжение падения на переходе база-эмиттер также из справочника (обычно 0.6В)
и резистор R1. Ток есть напряжение приложенное к этому делителю есть (входное напряжение) далее по закону Ома вычисляем R1

[LAS9891]

Я бы поставил ключ с общим эмиттером: лог 0 будет "железный", а 1 и такой будет достаточно. Резистор в коллекторе выбирается из условия быстродействия ключа (как часто нужно гасить индикацию). А с МК на ключ подать инверсный сигнал.

Вы о такой схеме говорите?

Сообщение отредактировал LAS9891 - Jan 27 2016, 09:52

[Александр1]

Вы о такой схеме говорите?

Схема такая, только транзистор нужен противоположной структуры (зеркало относительно горизонтали). Эмиттер, разумеется, на минус, коллектор - на плюс. Основная цель - притянуть вход индикатора на минус: там максимальный вытекающий входной ток индикатора, а R3 в вашей схеме не обеспечит лог 0 на входах всех индикаторов. R1 можно на порядок увеличить, а R2 можно убрать, если выход МК двухтактный.

[Plain]

О чём вообще эта тема, когда в паспорте индикатора ясно сказано про наличие кода пустого знака.

Другое дело, что микроконтроллер с 6 мА на выход — достойный этого же индикатора мусор, потому что, если планируется адресное управление, то тема вновь становится актуальной, но уже в отношении параллельно же соединённых по четыре пяти входов данных, потому что неизвестно, насколько 1,6·4=6,4 мА просадят его выходы, потому что про утюг-индикатор известно точно, что внутри у него классическая TTL, а значит максимум 0,8 В для логического нуля — это если питать эту логику, как полагается по всем учебникам, т.е. от источника 5 В±5%.

[LAS9891]

а R3 в вашей схеме не обеспечит лог 0 на входах всех индикаторов.

Вот переделанная схема:
R3 на схеме вообще не нужен? Если R3 не будет, тогда откуда там возьмется 0 В (там всегда будет 3,3 В)? В симуляторе при 3,3 В на входе на коллекторе 345 мВ, чет совсем не ноль.

А если R3 нужен, тогда принципиальной разницы в схемах не вижу. Первый вариант с n-p-n транзистором показывал на коллекторе показывал более "нулевый" ноль.

[Александр1]

R3 на схеме вообще не нужен? Если R3 не будет, тогда откуда там возьмется 0 В (там всегда будет 3,3 В)? В симуляторе при 3,3 В на входе на коллекторе 345 мВ, чет совсем не ноль.

А если R3 нужен, тогда принципиальной разницы в схемах не вижу. Первый вариант с n-p-n транзистором показывал на коллекторе показывал более "нулевый" ноль.

Вот последний вариант схемы и применяйте.
Для того, чтобы появился 0 на входе индикатора, нужно вход индикатора просто замкнуть на минус через переход коллектор-эмиттер. Это можно сделать и без R3, просто подключив коллектор на вход индикатора. Функцию R3 выполнит входная часть схемы индикатора. R3 нужен для подтяжки входа индикатора к плюсу во время лог 1 и ускорения переключения ключа.
То что в симуляторе нет 0 на выходе ключа, так и в реальной схеме 0 не будет. Не нужно так буквально воспринимать. 345 мВ и будут соответствовать уровню лог 0.
А то что не видите принципиальной разницы - смотрите внимательно. Последний вариант (N-P-N транзистор) притягивает вход индикатора на минус. А предыдущий (P-N-P транзистор) - притягивает на плюс. Основная токовая нагрузка при уровне лог 0, поэтому транзистор должен притягивать на минус, а на плюс подтянет R3. В ключе с P-N-P транзистором лог 0 будет обеспечивать R3. И через 10 кОм уровень лог 0 на входе ну никак не обеспечить.

[LAS9891]

В ключе с P-N-P транзистором лог 0 будет обеспечивать R3. И через 10 кОм уровень лог 0 на входе ну никак не обеспечить.

А я думал в схеме с p-n-p транзистором, при 3,3 В на входе ключа транзистор будет закрыт, и потенциал на коллекторе выравняется с землей через резистор R3, т.к. ток коллектора равен 0 (транзистор же закрыт!).

Правда, учитывая Ваши рассуждения, при этом через резистор R3 потечет вытекающий из входов ВГ (индикатора) ток 1,6х4 = 6,4 мА, и этот ток создаст на коллекторе значительный потенциал, отличный от нуля.

Я правильно рассуждаю?

Сообщение отредактировал LAS9891 - Jan 27 2016, 13:01

[Александр1]

... в схеме с p-n-p транзистором, при 3,3 В на входе ключа транзистор будет закрыт, и потенциал на коллекторе выравняется с землей через резистор R3, т.к. ток коллектора равен 0 (транзистор же закрыт!).

... при этом через резистор R3 потечет вытекающий из входов ВГ (индикатора) ток 1,6х4 = 6,4 мА, и этот ток создаст на коллекторе значительный потенциал, отличный от нуля.

Я правильно рассуждаю?

Совершенно верно.

[Abell]

при этом через резистор R3 потечет вытекающий из входов ВГ (индикатора) ток 1,6х4 = 6,4 мА, и этот ток создаст на коллекторе значительный потенциал, отличный от нуля.

Только не на коллекторе, а на R3. Транзистор закрыт и в деле не участвует.

[LAS9891]

Совершенно верно.

А в схеме с n-p-n транзистором, при открытом транзисторе, вытекающий из вывода ВГ ток потечет через транзистор (сначала через np-переход и потом через pn-переход). Сопротивление этих переходов должно вызвать падение напряжения на транзисторе, и как следствие на коллекторе появится какой-то потенциал.
Этот потенциал будет намного меньше, чем в схеме с p-n-n транзистором?

[Александр1]

А в схеме с n-p-n транзистором, при открытом транзисторе... на коллекторе появится какой-то потенциал.
Этот потенциал будет намного меньше, чем в схеме с p-n-n транзистором?

Конечно.
В схеме с p-n-p транзистором потенциал лог 0 на коллекторе получается при закрытом транзисторе, т.е. обеспечивает подтяжку к минусу питания R3, у которого сопротивление 10 кОм. В схеме с n-p-n транзистором открытый транзистор обеспечивает подтяжку к минусу. У открытого транзистора сопротивление намного меньше, чем у R3, поэтому при одном и том же вытекающем входном токе индикатора потенциал на коллекторах транзисторов в каждой из схем будет ниже в схеме с n-p-n транзистором.
Куда сильнее нужно подтягивать (к плюсу или минусу), туда и транзистор должен быть включен. Это если совсем по простому.

[LAS9891]

Александр1, спасибо огромное за разъяснения. Прям не хочется Вас отпускать. Разрешите в будущем обращаться к Вам с вопросами? Вы очень толково объясняете.

[Александр1]

Я рад, что мои ответы помогли Вам разобраться.
Если буде время заглядывать на форум - помогу, чем смогу.