Поведение входов триггера Шмитта, Проблема со входами микросхемы 74ACT14 Опции

[AlexeyW]

Добрый вечер!
Просьба подсказать, если кто сталкивался с этим.
Есть простой генератор на триггере Шмитта 74ACT14. Входной транзисто до поры открыт, потом закрывается, начинается заряд C4 - начинается генерация.
В принципе, вроде все несложно, в целом работает. Но есть такая проблема.
Осциллогамма на общей точке R7, R8, R9 примерно такая, как и должна быть - нарисована синим.
А вот на самом входе (нога 1 микросхемы) все непросто - это красная осциллограмма.
Разница между красной и синей осциллограммами говорит нам о токе, протекающем через R7 во вход микросхемы (утекание в транзистор отвергается по многим причинам). Этот ток очень велик - достигает примерно 0,1 мА (по даташиту - в пределах 1 мкА), причем удивительным образом меняется за время импульса.
Такое поведение само по себе достаточно неожиданно. Кроме того, есть масса проблем - длительности сильно отличаются от расчетных, длительность первого положительного импульса в разы меньше установившейся, и т.п.
В схеме есть, конечно, некоторая некорректность - выход за границы питания. Однако, входы микросхемы, по даташиту, имеют двойную защиту диодами. Кроме того, попытка ограничить вход допольнительно диодами Шоттки картины в целом не меняет. При этом резистор R7 ограничивает входной ток при выходе за питание на уровне не более 0,25 мА (при внешних диодах Шоттки - его вообще нет). Главное, входной ток начинает переть тогда, когда выхода за границы давно нет.
Еще как наводка на мысль - такие большие времена характерны не для электрических, а для тепловых процессов. И действительно - при нагревании платы феном наблюдается сильная термозависимость длительности импульса.
Что именно я мог не учесть? Заранее большое спасибо.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Oct 8 2016, 21:17

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Jurenja]

Протекание тока резистора R7 через защитный диод приводит к динамическому изменению постоянной времени основной времязадающей RC цепочки. Степень этих изменений зависит величины прямого падения на диоде, отсюда и температурная зависимость.
Ток через защитные диоды запаздывает потому что есть конденсатор C3.

Кстати, вот как на самом деле выглядит простой генератор на триггере Шмитта:

В этой схеме не "вылетов" входного напряжения за пределы земли-питания, нет открывания защитных диодов и поэтому нет температурных зависимостей, связанных с этими диодами.

[AlexeyW]

Спасибо большое всем, попробую по порядку.

емкость защитных диодов?

Протекание тока резистора R7 через защитный диод приводит к динамическому изменению постоянной времени основной времязадающей RC цепочки. Степень этих изменений зависит величины прямого падения на диоде, отсюда и температурная зависимость. Ток через защитные диоды запаздывает потому что есть конденсатор C3.

Как видно, все процессы очень медленные. Как верно сказал Den64, постоянные времени C3 (плюс любые разумные емкости диодов) несравнимо меньше.
Если взглянуть внимательно на разность синей и красной осциллограмм, то видно, что есть участок, где все хорошо (тока нет), а потом начинается этот некий ток. Объяснить емкостями его нельзя.
Срезанные острые углы импульса - понятное дело, срезано диодами, но там тоже как-то все "обкатано", а не четкий срез.

Кстати, вот как на самом деле выглядит простой генератор на триггере Шмитта:

Рассматриваемая схема сделана не от хорошей жизни, как раз на замену приведенной Вами (необходимость впихнуться в имеющееся пространство).
Что в данной схеме не устраивало: ее работа построена на размахе гистерезиса. Он, во-первых, в разы меньше доступного питания, во-вторых, что важнее, его границы нормируются очень грубо - раза в два (и можно ли быть уверенным в его термостабильности?).

Как видно по второму графику, схема на разрешаемом триггере Шмитта врождённо не способна выдать первый импульс предсказуемой длительности.Вторая схема полностью решает задачу, т.е. всегда выдаёт стабильные и частоту, и скважность.

Спасибо. Да, вторую схему буду иметь в виду.
Первая приведенная схема - это как раз та, что на гистерезисе, ее привел тут Jurenja. Однако, в рассматривемой схеме теоретически этого недостатка нет - я анализировал ее поведение, естественно. В момент закрывания блокирующего входного транзистора начинается заряд C4, при достижении порога начинается положительный импульс на выходе. Задержка до первого импульса, естественно, не равна дальнейшим промежуткам (это тут не критично), но длительности всех положительных выходных импульсов одинаковы, поскольку начало каждого импульса происходит при идентичных условиях. Вот, например, осциллограммы тех же точек для первого и установившегося импульсов. Видно, что вся разница происходит именно из-за этого непонятного тока.

Эскизы прикрепленных изображений