Входное устройство частотомера, питание 3,3В, 3-50 МГц Опции

[smk]

Чтобы контроллером померять частоту нужно простое работающее ВУ. Требования таковы: питание 3,3В, полоса 3-50 МГц, чувствительность не хуже 100 мВ (хочется 20 мВ). Входной каскад желательно на полевом транзисторе чтобы обеспечить не менее 1МОм входного сопротивления т.к. планируется подключать к контурам непосредственно. Может кто-то делал подобное? Гуглил много, но при попытке просимулировать ничего путнего не демонстрируют. Хотя может это симулятор... Буду рад если кто что-то подскажет работающий вариант. Спасибо.

[Xenia]

Супер-рацпредложение: Через конденсатор (какой хотите) прямо на счетную ножку МК. Конденсатор обеспечит высокое входное сопротивление, а резистры не нужны, поскольку у входов МК обычно внутри диоды стоят в обе стороны (один к питанию, другой к земле), которые не дадут входу погореть. Идея того рода, что чем меньше колдобин на пути входного сигнала, тем надежнее срабатывание.

[Myron]

Супер-рацпредложение: Через конденсатор (какой хотите) прямо на счетную ножку МК. Конденсатор обеспечит высокое входное сопротивление, а резистры не нужны, поскольку у входов МК обычно внутри диоды стоят в обе стороны (один к питанию, другой к земле), которые не дадут входу погореть. Идея того рода, что чем меньше колдобин на пути входного сигнала, тем надежнее срабатывание.

Уже несколько раз писал на этом форуме, что у современных МК входная защита очень слабая, рассчитанная на несколько случайных выбросов выше питания и ниже земли на более 0.3В. При этом эта защита раз от разу деградирует. Защитные диоды очень маленькие и слабые для получения малых паразитных емкостей и сколько-нибудь приемлемого быстродействия по входам GPIO. Обычно такие советы дают радиолюбители или физики, работающие по совместительству с электроникой для исследовательских целей. Для серьезной аппаратуры - это грубая халтура.

Ну если ТС хочет поразить 'Xenia' или другую девушку, то поиграться он иожет.

[prig]

Уже несколько раз писал на этом форуме, что у современных МК входная защита очень слабая, рассчитанная на несколько случайных выбросов выше питания и ниже земли на более 0.3В. При этом эта защита раз от разу деградирует. Защитные диоды очень маленькие и слабые для получения малых паразитных емкостей и сколько-нибудь приемлемого быстродействия по входам GPIO. Обычно такие советы дают радиолюбители или физики, работающие по совместительству с электроникой для исследовательских целей. Для серьезной аппаратуры - это грубая халтура.

Ну если ТС хочет поразить 'Xenia' или другую девушку, то поиграться он иожет.

Вообще-то, никто не отменял соответствующих параметров. Если максимальные токи через защитные диоды/цепи специфицированы, в чём проблема?
Вместо того, что бы выплёскивать гуманитарную инфу типа "диоды очень маленькие и слабые" и обвинять в радиолюбительстве,
достаточно напомнить о необходимости проверки по даташиту на макс. токи. Если они не специфицированы, на защитные диоды лучше не надеяться.

А вот если говорить о реальной практике, и если решения с током через защитные диоды действительно оправданы, я бы ориентировался на значения ~0.5*Imax.
Этот Imax производитель не с потолка берёт, и если он его специфицирует, то явно не для того, что бы получать скандалы от клиентов, которые рассчитывают на этот параметр.

В "хорошо известных фирмах" тоже работают разные люди, даже студенты. По стилю и рисункам обычно виден уровень писавшего и проверявшего написанное. Это не Б-г создал. Так что верить или нет "документам" - ваш выбор. Ну а понимание ограничений и возможностей приходит с опытом.

В "хорошо известных фирмах" тоже люди работают, и они тоже могут ошибаться.
Но квалификационный уровень FAE известных производителей микросхем достаточно высокий. Ошибки у них встречаются, но ахинею они нести не будут.
А вот речи о студентах, которые могут писать AN в такой конторе, это чистое бла-бла-бла.

П.С. Тут есть ещё такой момент. Стоит отличать ошибки, сделанные оформителем, от чисто технических, инженерных ошибок.
Именно поэтому, что бы не было написано в шапке технического документа или AN, проверка соответствия решения тех. параметрам из даташита должна быть сделана в обязательном порядке.

[Myron]

Вообще-то, никто не отменял соответствующих параметров. Если максимальные токи через защитные диоды/цепи специфицированы, в чём проблема? Вместо того, что бы выплёскивать гуманитарную инфу типа "диоды очень маленькие и слабые" и обвинять в радиолюбительстве, достаточно напомнить о необходимости проверки по даташиту на макс. токи. Если они не специфицированы, на защитные диоды лучше не надеяться. А вот если говорить о реальной практике, и если решения с током через защитные диоды действительно оправданы, я бы ориентировался на значения ~0.5*Imax. Этот Imax производитель не с потолка берёт, и если он его специфицирует, то явно не для того, что бы получать скандалы от клиентов, которые рассчитывают на этот параметр.

Если входной ток специфицирован, то он указан для указанного диапазона входных напряжений, но не выше 0,3В от границ (Max и Min). Что будет с входным током и входами МК после подачи напряжений выше мах допустимого и ниже мин допустимого производители не определяют или не объясняют в открытых источниках. Так что ориентироваться на значения ~0.5*Imax такое же бла-бла.

В "хорошо известных фирмах" тоже люди работают, и они тоже могут ошибаться. Но квалификационный уровень FAE известных производителей микросхем достаточно высокий. Ошибки у них встречаются, но ахинею они нести не будут.

Речь не о грубых ошибках, а о не договоренностях. Каждый "писатель" выбирает глубину изложения субъективно. Это и приводит начинающих к ишибкам из-за мнения: "что не оговорено, то разрешено". Конечно, это в первую очередь относится к Апп. Ноутам. хотя можно привести примеры и с ДШ. Здесь на форуме уже были ссылки на подобные ДШ и их обсуждение.

А вот речи о студентах, которые могут писать AN в такой конторе, это чистое бла-бла-бла.

Может вам повезет в жизни и еще столкнетесь.

[prig]

Если входной ток специфицирован, то он указан для указанного диапазона входных напряжений, но не выше 0.3В от границ. Что будет с входным током и входами МК после подачи напряжений выше мах допустимого и ниже мин допустимого производители не определяют. Так что ориентироваться на значения ~0.5*Imax такое же бла-бла.

Речь не о грубых ошибках, а о не договоренностях. Каждый "писатель" выбирает глубину изложения субъективно. Это и приводит начинающих к ишибкам из-за мнения: "что не оговорено, то разрешено".

Может вам повезет в жизни и еще столкнетесь.

Мил, человек, с ВА диода никогда не сталкивались? Наверное сталкивались, а делаете такие грубые ошибки. И скорее всего по-инерции.
- 0.3В - это не P-N переход. Это раз.
- И во-вторых, некоторые производители оговаривают, что токи менее максимального обеспечивают и напряжения менее максимального, что подтверждает предыдущее высказывание.
Откуда появился ориентир 0.5*Imax, вполне годный для реальной практики? Попробуйте сами догадаться.

Начинающих надо проверять и учить работе с тех. документацией. Да, многие не умеют, но и до идеи "что не оговорено, то разрешено" не доходят. Это уж каким идиотом надо быть, что бы до такого додуматься? Не юристы всё же.

AN от фирмачей написанный студентом? Без вариантов, не повезёт. О даташитах я даже не говорю.
Кадровая политика западных производителей комплектухи делает это практически невозможным. FAE в таких конторах - достаточно серьёзная должность.

[Xenia]

AN от фирмачей написанный студентом? Без вариантов, не повезёт. О даташитах я даже не говорю.
Кадровая политика западных производителей комплектухи делает это практически невозможным. FAE в таких конторах - достаточно серьёзная должность.

У меня есть предложение считать самого prig студентом и игнорировать его мнение в данном вопросе ровно по том же самом основании, на котором он предлагает игнорировать содержимое даташитов и AN - из-за безграмотности автора.

Надо понимать, что обвинения сотрудникам фирмы-изготовителя МК в "студенчестве" не обоснованы, пока этот факт не будет доказан. А здесь prig даже и не собирается этого доказывать, а порочит голословно. И даже в том случае, если бы работу выполняли девочки-студентки из Индии, перед публикацией их работу проверяют серьезные дяди, являющиеся профессионалами в своем деле. И в этом смысле производство документации - точно такое же производство, как и производство продукции. А потому ответственность за брак во всех случаях ложится на компанию в целом, без экивоков на студенчество, индуизм и т.п.

Кроме того, в крупных компаниях значительную роль в контроле качества играют потребители. И если какую-то партию микросхем потребитель бракует, то компания "работает над ошибками". Вот и Ерраты разного рода возникают не из-за того, что те ошибки специально заложили в проект, а были замечены при испытаниях/тестах (в том числе и потребителями). И пишет эти Ерраты сама компания-производитель, чтобы довести до сведения потребителей признаваемые ею собственные недочеты с рекомендацией по поводу того, как их можно обойти. Т.е. ситуация с ошибками здесь кардинально отличается от случая, когда мы находим ляп в схеме начинающего радиолюбителя.

К даташитам и AN это тоже относится. Т.е. они точно так же, как и сами продукты, подвергаются исправлениям, порождая измененные ревизии. Причем, даже по таким, казалось бы, малозначительным поводам, как стилистическая правка или компоновка таблиц.

Вот и наш AN с рекомендацией измерения переменного тока в сети составлен не сейчас, а ему уже более десятка лет. И если бы этот совет был настолько вредным, что из-за него МК быстро выходили из строя, он давно был бы опротестован, а затем убран с сайта компании или исправлен. Судя по тому, что перед нами документ ревизии B, но он однажды уже правился (в 2004 году). Тем не менее, его основной смысл остался без изменения - так измерять частоту можно.

В нашем же случае измеряют частоту низковольтового сигнала, да еще и через проходную емкость 3.3 пФ, когда ток никак не может достигнуть величины 1 мА. Т.е. 1 мА во входной цепи частотомера - это так много, что относится скорее к области фантастики. Тем более что никто даже не собирается подключать частотомер к 1000-вольтовому источнику переменного напряжения. Да и при частоте 50 МГц (МГц, а Гц!) 1000-вольтовый источник выглядел бы, как мощнейший радиоизлучатель. А потому в таких случаях положено не на электронику пенять, а заранее оговаривать допустимый диапазон напряжения. Мы же не подключаем свои авометры и осциллографы к ЛЭП, где напряжение достигает сотни киловольт?

И, наконец, я хочу напомнить, что приволокла этот AN не для того, чтобы его обсуждать, а в качестве доказательства того, что входные диоды порта могут работать в гораздо более жестких условиях, нежели те, что заданы в данном случае. Кроме того, это было единственно возможным способом разговаривать с prig, склонного обсуждение любого технического вопроса переводить на личности.

[prig]

У меня есть предложение считать самого prig студентом и игнорировать его мнение в данном вопросе ровно по том же самом основании, на котором он предлагает игнорировать содержимое даташитов и AN - из-за безграмотности автора.

Надо понимать, что обвинения сотрудникам фирмы-изготовителя МК в "студенчестве" не обоснованы,
...

И, наконец, я хочу напомнить, что приволокла этот AN не для того, чтобы его обсуждать, а в качестве доказательства того, что входные диоды порта могут работать в гораздо более жестких условиях,
...

С адресатом вашего послания разобрались. Я бы только добавил, что не стоит переводить разговор в личностную плоскость. Тем более:

- "Игнорировать содержимое даташитов и AN" никто не предлагал.
В большей степени речь шла о качестве и полноте тех. документации и о том, как с этой документацией работать.
Если оставить в покое студентов и выделить сухой остаток, Myron призывал к определённой осторожности при использовании решений из AN.
Рациональное зерно в аргументах Myron по поводу AN я бы отрицать не стал.
Другой вопрос, что аргументация Myron по некоторым конкретным вопросам меня не слишком убедила.

- Проблема таких AN в том, что некоторые решения далеко не всегда переносимы на новые типы комплектующих, конкретную задачу и т.д.
А замена значения ограничения по напряжению на защитных диодах с 0.5В на 0.3В может сделать часть AN, связанных с защитой входов, просто неприменимыми.
Не говоря уже о том, что переход на 0.3В очень часто сопровождается значительным уменьшением максимальных токов защитных диодов. Всё-ничего, но это сказывается и на восприимчивости к статическим разрядам и т.д.
Если учесть, что спецификации того же Атмела в части параметров защитных диодов просто отсутствуют, где гарантия того, что перенос решения окажется таким же надёжным, что и "проверенные временем"?
Такие решения должны опираться на официальные заявленные производителем тех. параметры и подтверждаться расчётами.

Вот пример "хорошей и привычной" спецификации от Xilinx, считай - не хочу:
Maximum DC undershoot below GND must be limited to either 0.5V or 10 mA, whichever is easier to achieve. During transitions, the
device pins can undershoot to –2.0V or overshoot to 7.0V, provided this over- or undershoot lasts less than 10 ns and with the forcing
current being limited to 200 mA.

[Myron]

С адресатом вашего послания разобрались. Я бы только добавил, что не стоит переводить разговор в личностную плоскость.

Ну известно, что некоторые используют этот метод для полной дисквалификации адресата. При этом автоматически отсеиваются все его аргументы. И не надо терять времени.

Myron призывал к определённой осторожности при использовании решений из AN.

Не только это. Грамотные инженеры знают состояние и тенденции современной техники. Дальше, при выборе и применении методов работает внутренняя установка - верить в чудо или "удачные примеры" из интернета" или перезаложиться и применить решения на худший случай. Какой? каждый решает по своему. Мое кредо - сделать разработку один раз (по возможности). Во всяком случае стараюсь устранить как можно больше вопросов использования изделия в целом. И опять, глубина и надежность решений - дело субъективное. Оно то и отличает качественного инженера от других.

...аргументация Myron по некоторым конкретным вопросам меня не слишком убедила.

С этим подсудимый не справился, согласен.

...где гарантия того, что перенос решения окажется таким же надёжным, что и "проверенные временем"? ... Вот пример "хорошей и привычной" спецификации от Xilinx, считай - не хочу: Maximum DC undershoot below GND must be limited to ...

Вот именно, "где гарантия". В подобных случаях, когда отсутствует такая детальная информация, каждый волен решать сам: считать и как детально или перезаложиться и как глубоко. Но пример хорошего документа очень удачный. К сожалению, распространить ли этот документ на МК других производителей - каждый (опять таки) волен решать сам.

Здесь же обсуждалась задача применения методов защиты входов конкретного МК при отсутствии некой инфомации. Я и предлагал перезаложиться. Что не так уж и сложно и дорого. Определение или детальный рассчет параметров входов МК - полагаю другая задача.

[prig]

...
В подобных случаях каждый волен решать сам: считать и как детально или перезаложиться и как глубоко. Но пример хорошего документа очень удачный. Здесь же обсуждалась задача применения методов защиты входов МК. Определение или детальный рассчет параметров входов МК - полагаю другая задача.

Всё правильно, как считать, насколько перезакладываться, это каждый сам решает. Главное при применении того или иного метода - что бы такая возможность была.
Т.е. метод должен опираться на тех. данные, заявленные производителем.

Ограничение тока защитного диода - не лучше и не хуже других методов. Если заявленные параметры для конкретного устройства выполняются, в чём проблема?
Не говоря уже о том, что методу этому 100 лет в обед. На ранних сериях логических КМОП он был особенно актуален.

Но то, что при слепом переносе могут возникнуть проблемы, это запросто.
Тот же AN от Атмела вполне мог основываться на каком-нибудь внутреннем документе, и решение может быть вполне рабочим для указонного микроконтроллера(или типа).
Но если разработчику нужные параметры для конкретного типа почему-то недоступны, о методе можно забыть.
Если вернуться к AN от Атмела, ничего крамольного там нет. Но в даташитах на микроконтроллеры Атмел максимальных токов защитных диодов почему-то нет. Данных по ESD тоже нет. Т.е. метод забыли подкрепить тех. данными, и объективная оценка его применения невозможна. А вот проблемы возможны. Особенно если вспомнить, что тип по входу у Атмела не единственный. Есть 0.5В, есть 0.3В, а рекомендация дана для 0.5В.

[Myron]

Всё правильно, как считать, насколько перезакладываться, это каждый сам решает. Главное при применении того или иного метода - что бы такая возможность была. Т.е. метод должен опираться на тех. данные, заявленные производителем. Ограничение тока защитного диода - не лучше и не хуже других методов. Если заявленные параметры для конкретного устройства выполняются, в чём проблема? Не говоря уже о том, что методу этому 100 лет в обед. На ранних сериях логических КМОП он был особенно актуален. Но то, что при слепом переносе могут возникнуть проблемы, это запросто. Тот же AN от Атмела вполне мог основываться на каком-нибудь внутреннем документе, и решение может быть вполне рабочим для указонного микроконтроллера(или типа). Но если разработчику нужные параметры для конкретного типа почему-то недоступны, о методе можно забыть. Если вернуться к AN от Атмела, ничего крамольного там нет. Но в даташитах на микроконтроллеры Атмел максимальных токов защитных диодов почему-то нет. Данных по ESD тоже нет. Т.е. метод забыли подкрепить тех. данными, и объективная оценка его применения невозможна. А вот проблемы возможны. Особенно если вспомнить, что тип по входу у Атмела не единственный. Есть 0.5В, есть 0.3В, а рекомендация дана для 0.5В.

Консенсус?

[prig]

Консенсус?

Ага. По всем вопросам кроме "студентов".

[Myron]

Ага. По всем вопросам кроме "студентов".

Готов заменить "студентов" на слабых инженеров. Ну или на слабосведующих, так как "всеядных" инженеров не видел - инженеры, каждый в своей области, что-то знают лучше, что-то хуже, а что-то по наслышке или только со студ. скамьи. Так например (в эту тему), мне приходилось объяснять некоторым наличие защит на входах современных ИС и как это работает. Особенно тем, кто приходил в индустриальные или военные разработки из бытовой техники. И еще раз позволю себе отметить. Предлагаю не рассчитывать на "сверхзнания" инженеров из обслуги, включая их начальников, даже ведущих зарубежных компаний. И не верить им как богам. Здравый скепсис и смысл при разработке улучшат положительный результат. Ну или не дадут. Зависит от веры другим.