Вопросы от чайника, Помощь совсем начинающим! Не проходите мимо! Опции

[metro]

Создаю новую тему, чтобы не плодить их по каждому вопросу, коих много.
То есть по вопросам, касающихся простых проблем и схем, типа "почему здесь такой конденсатор или сопротивление", что делает этот IC и т.п.

Был бы очень благодарен (и, думаю, не только я!), если гуру электроники или просто неплохо разбирающиеся в ней, поделились своим бесценным опытом! Может даже есть смысл её прикрепить. Спасибо!!!

Вопрос первый.



Как именно работает схема? Что происходит, если нажимается кнопка? Конденсатор начинает разряжаться или он ещё не заряжен?

Сообщение отредактировал metro - Nov 26 2009, 13:07

[Herz]

Ну, и чайникам совсем нелишне научиться думать. И не лениться чуть-чуть пользоваться литературой самостоятельно.
На схеме ОУ (операционный усилитель), работающий в режиме компаратора, поскольку не охвачен ООС (отрицательной обратной связью).
Резисторы, подключенные к инвертирующему входу, образуют делитель напряжения, задающий порог компаратора, то есть тот уровень, при котором он переключается из одного стабильного состояния в другое. Допустим, на схему подали питание, кнопка не нажата. Конденсатор, естественно, был разряжен и начинает заряжаться через переменный резистор (плюс дополнительный в 1к). Поэтому напряжение на неинвертирующем входе ниже напряжения на инвертирующем. Следовательно, и на выходе ОУ напряжение минимально, светодиод не горит. По прошествии времени, определяемого т.н. постоянной времени (произведения ёмкости на сопротивление) и зависящего от положения движка переменного резистора, конденсатор заряжается до уровня напряжения на инвертирующем входе и начинает превышать последнее. Тогда компаратор "перебрасывается", на выходе возникает напряжение, близкое к питающему и светодиод загорается. (Если же кнопку всё это время держать нажатой, конденсатор зарядиться, само собой, не сможет и светодиод не загорится).
При нажатии на кнопку конденсатор быстро разряжается и светодиод гаснет. Он не горит до тех пор, пока кнопку не отпустили и конденсатор снова не зарядился до напряжения порога. Переменный резистор, таким образом, регулирует задержку между моментом отпускания кнопки и включением светодиода. Доходчиво?

[yakub_EZ]

Кнопка шунтирует конденсатор довольно большой емкости. С точки зрения ресурса контактов бросок тока приводит к усиленному износу.
Переменным резистором 500к можно измениять время заряда, т.е. включения светодиода. При нулевом сопротивлении время срабатывания 1,5 сек, а при максимуме 500к время срабатывания 767 секунд (промоделировано в Micro-Cap 9). Т.е. схема по сути реле времени

[metro]

Ну, и чайникам совсем нелишне научиться думать. И не лениться чуть-чуть пользоваться литературой самостоятельно.

Не ленимся, пользуемся. Но не всегда всё понятно сразу, т.к. авторы как правило пытаются охватить всё сразу. Вот и получается уравнение с 1000 неизвестными и головной болью.... Поэтому и обращаемся в форум.

yakub_EZб Herz:Спасибо!

Ещё вопрос. Не совсем понятно как в этой схеме происходит регулировка тока.
Сила тока зависит по большому счёту от Re?
Спасибо зарание!

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Herz]

[attachment=39122:Clipboard01.jpg]

[yakub_EZ]

Схему удобно рассматривать на допущениях:
1-е допущение: ток в цепи эмитера (Ie) и коллектора (IL) транзистора равны IL=Ie
Исходя из этого по закону Ома Ie=Ure/Re
2-е : Прямое падение напряжения Ud на кремниевом диоде около 0,6 В (это первое приближение, если хочется точнее, то определяется по вольтамперной характеристике диода)
Исходя из этого Ube= 2*Ud=2*0.6=1.2 Вольта
3-е: Падение напряжения на переходе база-эмитер кремниевого транзистора в первом приближении равно падению напряжения на диоде Ud=0.6 вольт
Из этого получается что напряжение в эмиттерной цепи транзистора (Ure) меньше напряжения подаваемого на базу(Ube) на 0,6 вольт: Ure = Ube-0.6в=1,2-0,6=0,6 вольта.
Численное значение теперь можно подставить в формулу из первого допущения
IL=Ie=0.6/Re - т.е. получили что искали

[sigmaN]

http://radiokot.ru/

[Caruso]

У меня уж совсем глупый вопрос . Какие типы входов/выходов в микросхемах бывают. Я про ТТЛ и КМОП. В чем отличие? На эту тему читал, плохо понял. Почему некоторые микросхемы нельзя брать руками, если нет заземления?
И второй вопрос. Есть ли на схеме с источником тока (приведенной выше) обратная связ, если я не ошибаюсь, то это эмитерный резистор?

[XVR]

Какие типы входов/выходов в микросхемах бывают. Я про ТТЛ и КМОП.

Это не типы 'входов/выходов', а технология самих микросхем. Посмотрите в книжках (их очень много). Можно поискать по их оригинальным названиям - TTL & CMOS

Почему некоторые микросхемы нельзя брать руками, если нет заземления?

Потому что могут дать дуба от статического электричества. Это касается КМОП (CMOS) микросхем. У них очень высокое входное сопротивление и статические заряды просто не могут через него разрядится очень быстро, в результате чего потенциал этих зарядов (а он может быть очень высок) приводит к электрическому разрушению затворов полевых транзисторов, из которых эти м/сх и состоят

[arcad1]

ТТЛ микросхемы - логические микросхемы с применением биполярных транзисторов. Обладают достаточно низким входным сопротивлением и следовательно достаточно большими входными токами. Также нагрузочная способность (допустимый ток выхода) много выше чем у КМОП микросхем. Напряжение питания +5 В. Ток потребления по питанию на 1 корпус составляет от единиц до сотен мА, в зависимости от типа микросхемы и частоты работы. Граничная частота работы сотни МГц. Под граничной частотой работы подразумевается работа микросхемы при передачи импульсов без завала фронтов и амплитудой не менее 4,7 В. Недостатком микросхем ТТЛ логики является большая потребляемая мощность. Устойчивы к воздействию на входа достаточно больших импульсных наводок, за счет низкого входного сопротивления - обладают высокой помехозащищенностью.

КМОП микросхемы - логические микросхемы построенные на полевых структурах КМОП транзисторах. В отличии от ТТЛ микросхем имеют большое входное сопротивление (МОм), но соответственно и меньшую нагрузочную способность по выходу. Из-за свойств КМОП транзисторов - наличие большой паразитной входной емкости (десятки пФ), рабочий диапазон КМОП микросхем составляет до 30 - 40 МГц, отдельные современные микросхемы на КМОП структурах способны работать также до 100 МГц.
Основное отличие КМОП от ТТЛ, это низкое потребление мощности. КМОП микросхемы потребляют единицы мА, а в статическом режиме вообще единицы микроампер или даже десятки наноампер. Напряжение питания КМОП может составлять от 3 до 18В. Недостатком КМОП микросхем является низкая помехоустойчивость из-за высокого входного сопротивления, что может приводить к сбоям работы схем, выполненных на КМОП микросхемах, в условиях сильных электромагнитных полей - наводок.
Бытующее мнение, о выходе микросхем из строя от прикосновения руками достаточно искажено. Данный недостаток был присушь микросхемам разработок 70-х годов. Современные КМОП микросхемы хорошо защищены от воздействия статического электричества внутренними цепями защиты, выдерживающими наводки напряжения до киловольт. Тем не менее, для транспортировки микросхем применяются либо фольга, закорачивающая все ноги, либо пластиковые тубы в состав материала которых входит проводящий компонент, позволяющий снимать статическое электричество с выводов микросхем.

[Caruso]

Спасибо, за ответ.
Вот вы пишите

Устойчивы к воздействию на входа достаточно больших импульсных наводок, за счет низкого входного сопротивления - обладают высокой помехозащищенностью.

или

Недостатком КМОП микросхем является низкая помехоустойчивость из-за высокого входного сопротивления, что может приводить к сбоям работы схем, выполненных на КМОП микросхемах, в условиях сильных электромагнитных полей - наводок.

Непонятно, как может величина сопротивления влиять на помехозащишенность. Можете в двух словах пояснить? А то никак не могу связи найти
И еще вопрос, напряжение питание ТТЛ микросхем не может быть меньше 5v, а КМОП микросхем от 3 до 18 v. А как же тогда микросхемы ПЛИС, которым еужно бывает питание и 2.5 v?

Сообщение отредактировал Caruso - Jan 7 2010, 16:36

[XVR]

Непонятно, как может величина сопротивления влиять на помехозащишенность.

Элементарно. Любая наводка производит импульсную помеху, напряжением тем больше, чем больше сопротивление цепи (закон Ома еще никто не отменял). Хотя в современных КМОП схемах общее сопротивление цепей все же небольшое, т.к. внутреннее сопротивление выходных цепей КМОП даже меньше, чем у ТТЛ. А вот висящие (т.е. неподключенные) входы КМОП будут собирать все помехи в радиусе 10км, да и потенциал на них будет весьма неопределенным В то время как ТТЛ схемы допускают оставлять неиспользуемые входы неподключенными.

И еще вопрос, напряжение питание ТТЛ микросхем не может быть меньше 5v, а КМОП микросхем от 3 до 18 v. А как же тогда микросхемы ПЛИС, которым еужно бывает питание и 2.5 v?

Современные КМОП микросхемы (кстати, других СОВРЕМЕННЫХ вообще нет) работают при несколько других нарпяжениях, в основном в меньшую сторону (уже меньше 1В). Это связанно с уменьшением размеров КМОП транзисторов (с уменьшением технологических норм).
У этих транзисторов тоньше слой диэлектрика в затворах и соотвественно меньше пробивное напряжение этого затвора.

[rezident]

Современные КМОП микросхемы (кстати, других СОВРЕМЕННЫХ вообще нет) работают при несколько других нарпяжениях, в основном в меньшую сторону (уже меньше 1В). Это связанно с уменьшением размеров КМОП транзисторов (с уменьшением технологических норм).
У этих транзисторов тоньше слой диэлектрика в затворах и соответственно меньше пробивное напряжение этого затвора.

Немного не так. Современные технологии производства позволяют создавать МОП-структуры с пороговыми напряжениями, если не ошибаюсь, порядка 0,3-0,4В (или даже меньше?). Чем более "тонкий" процесс производства используется, тем меньшие "пороги" можно создавать и соответственно для таких МОП-приборов требуется меньшее по величине напряжение питания. Максимальное допустимое напряжение при этом конечно тоже пропорционально снижается.
А если еще вспомнить формулу, описывающую заряд конденсатора, Q=C*U и иметь в виду, что dQ/dt=I, то получаем I=C*dU/dt. Откуда следует, что снижение пороговых напряжений позволяет получать большее быстродействие и/или меньшее потребление этих самых МОП-структур из которых и делают логические КМОП-элементы. В частности именно это уменьшение технологических норм производства МОП-структур позволяет создавать более быстрые и менее потребляющие процессоры.

[metro]

Вот такой вопрос теоритический к схеме!

Почему на картинке 1.1 при нажатии кнопки Ст заряжается до уровня 2х Ube, а на 1.2 до +Ub?

Почему, если Т2 запирает, Uout принимает значение +Ub? Разве Rc не должен оттягивать на себя часть напряжения как в нормальном делителе? Объясните пож-та!

Сообщение отредактировал metro - Jan 30 2010, 16:15

Эскизы прикрепленных изображений

 

[XVR]

Почему на картинке 1.1 при нажатии кнопки Ст заряжается до уровня 2х Ube,

Потому что Ct подключен параллельно 2 последовательно соедененным базовым переходам (которые в данном случае эквивалентны диодам). Прямое напряжение на них (когда они открыты) не зависит от тока (в первом приближении), а значит и напряжение на Ct не может быть больше

а на 1.2 до +Ub?

А тут последовательно с этими диодами (базовыми переходами) включено ОЧЕНЬ большое сопротивление. Через него течет ток определяемый его сопротивлением и разностью потенциалов, но он очень маленький, т.ч. его наличие практически не сказывается на напряжении на Ct, которое в данном случае определяется делителем из Rv и Rt. Т.о. напряжение на нем будет практически Ub

Почему, если Т2 запирает, Uout принимает значение +Ub? Разве Rc не должен оттягивать на себя часть напряжения как в нормальном делителе?

Предполагаем, что сопротивление нагрузки (между Uout и GND) ОЧЕНЬ велико. Т.е. ток через нее не течет, т.е. ток через Rc равен 0. И падение напряжения на нем тоже равно 0 (закон Ома)

[metro]

То есть падение напряжения на Ct зависит от тока - во 2-м случае ток течёт намного меньший, чем в 1-м вследствие большого Rb. И Uc будет чуть меньше +Ub? Что-то же там течёт! Так?

Предполагаем, что сопротивление нагрузки (между Uout и GND) ОЧЕНЬ велико. Т.е. ток через нее не течет, т.е. ток через Rc равен 0. И падение напряжения на нем тоже равно 0 (закон Ома)

А почему мы делаем такое предположение? Если мы подключаем нагрузку, то, работая, она по идее тянет ток?

[XVR]

То есть падение напряжения на Ct зависит от тока -

Нет. После полной зарядки Ct ток через него вообще не течет. И падения напряжения на нем то же нет - напряжение на нем целиком определяется внешними цепями, куда он подключен. В первом случае это 2 прямо смещенных базовых перехода, во втором случае это делитель, с коэффициентом деления очень близким к 1

А почему мы делаем такое предположение? Если мы подключаем нагрузку, то, работая, она по идее тянет ток?

Это зависит от характера нагрузки. Предполагаю, что это вход какой то микросхемы (КМОП). Ее входной ток очень мал (меньше микроампера).
Если нагрузка более значительная, то выходной каскад делают по другим схемам

[Caruso]

Такой вопрос. Есть прибор, к нему подходят жгуты из проводов. В жгуте очень много проводников, каждый имеет свое назначение. Так вот каждый из этих проводников экранирован. Вопрос в том: зачем каждый из экранов через сопротивление 100 Ом посажен на корпус прибора. Зачем именно 100 Ом? И почему на корпус?

Сообщение отредактировал Caruso - Feb 2 2010, 07:51

[yrbis]

Такой вопрос. Есть прибор, к нему подходят жгуты из проводов. В жгуте очень много проводников, каждый имеет свое назначение. Так вот каждый из этих проводников экранирован. Вопрос в том: зачем каждый из экранов через сопротивление 100 Ом посажен на корпус прибора. Зачем именно 100 Ом? И почему на корпус?

От прибора конечно зависит, но скорее всего это согласование линии(собственно экранированный кабель) с источником. Если согласовывать витую пару, то оказывается удобным вместо двух последовательных резисторов в каждой жиле, ставить один от экрана на землю. Например тут http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX3480A-MAX3480B.pdf на 9ой странице пример такого согласования.

[yakub_EZ]

От прибора конечно зависит, но скорее всего это согласование линии(собственно экранированный кабель) с источником. Если согласовывать витую пару, то оказывается удобным вместо двух последовательных резисторов в каждой жиле, ставить один от экрана на землю. Например тут http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX3480A-MAX3480B.pdf на 9ой странице пример такого согласования.

На той же девятой странице про этот резистор R8 написано

RESISTOR R8 PROTECTS THE

MAX3480 FROM TRANSIENT

CURRENTS BETWEEN SHIELD AND

“A” & “B”.

Т.е. не для согласования а от наводящихся токов.

[Caruso]

А можно без сопротивления просто посадить экраны на корпус, что в этом страшного. Почему не сажают экран на землю прибора, что в этом плохого. Помехи будет добавлять в земляную цепь - мое предположение такое. Прав ли я? Как думаете?
Забыл добавить там витых пар оч. мало. В основном это сигналы телеметрии от других приборов или датчиков или сигналы управления приборами ( простая потенциальная команда)

Сообщение отредактировал Caruso - Feb 10 2010, 08:57

[rezident]

А можно без сопротивления просто посадить экраны на корпус, что в этом страшного.

Если вдруг где-то нарушится изоляция и на экран попадет "сила" (сетевое напряжение питания), то сгорит всего лишь один резистор. При отсутствии этого резистора может расплавиться оплетка экрана, повредив кабель бог знает в каком месте и на какой протяженности. Как вы считаете, что проще: заменить один резистор в известном месте или заменить весь кабель, потому что не знаете, где именно он был поврежден?

Почему не сажают экран на землю прибора, что в этом плохого.

Помехи требуется отфильтровать, не пустив их в прибор. Поэтому создают альтернативный путь для цепи протекания помех так, чтобы они (помехи) миновали прибор и цепи его питания, которые включают его (прибора) общий провод.

[yrbis]

Т.е. не для согласования а от наводящихся токов.

не, ну по любому линию надо согласовывать и собственно вполне возможно это сделать при помощи этого резистора.

Сообщение отредактировал rezident - Feb 11 2010, 18:31

Причина редактирования: Нарушение п.3.4 Правил форума.

[yakub_EZ]

не, ну по любому линию надо согласовывать и собственно вполне возможно это сделать при помощи этого резистора.

Согласовывать линии - да. Только это был не тот случай. В приведенном даташите этот резистор на всех страницах был одинаков - 100 ом, хоть на следующих попадалась линия с волновым 120 ом. Для согласования необходимо соблюсти условие - с обоих сторон с жилы на экран (коаксиал) или жилу (пара) должен быть резистор равный волновому сопротивлению.
На частотах до десятков килогерц рассогласование линии и нагрузки не оказывает влияния, поэтому иногда в низкочастотных конструкциях можно встретить согласующий резистор величины волнового включенный последовательно через конденсатор порядка 1 нан для предотвращения отражений.