|
Компаратор 5В -> Микроконтроллер 3.3В, Нужна критика решения |
|
|
|
Oct 9 2010, 17:55
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 473
Регистрация: 10-09-06
Из: Тольятти. Самарская обл.
Пользователь №: 20 249

|
Мне на ум пришло такое вот решение. Все ли здесь нормально? Частота сигнала 10кГц макс.
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Если все, то не я...
|
|
|
|
|
 |
Ответов
|
Oct 9 2010, 22:20
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 328
Регистрация: 23-05-08
Пользователь №: 37 760

|
Цитата(Dog Pawlowa @ Oct 10 2010, 01:50)  Не понял, что у Вас используется - компаратор или ОУ. Если это не компаратор с выходм ОК, а ОУ - зачем тогда на выходе резистор подтяжки? Цитата(Mike18 @ Oct 10 2010, 02:10)  От 5-ти Вольтового сигнала на выходе компаратора, эта схема вход "нетолерантного" 3-х Вольтового микрокроконтроллера не защищает, на эмиттере транзистора будет уровень его базы, за вычетом падения на БЭ. Коллекторный переход откроется, так что уровень бызы выше 3.3V + Ubc (~ 0,7V) не будет. А разница Ube и Ubc врядли будет больше 0,1-0,2 В... Хотя лучше уж на pnp-транзисторе обычный ключ (ОЭ). Обратное напряжение в пару вольт на эмиттерном переходе - не смертельно, думаю.
|
|
|
|
|
Oct 10 2010, 07:48
|

Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 473
Регистрация: 10-09-06
Из: Тольятти. Самарская обл.
Пользователь №: 20 249

|
Цитата(Student Pupkin @ Oct 10 2010, 03:20)  Если это не компаратор с выходм ОК, а ОУ - зачем тогда на выходе резистор подтяжки? Спасибо, действительно можно убрать. От компаратора остался). Цитата Хотя я бы ее просто на два резистора заменил У энкодера амплитуда ны выходе 5В, а на выходе компаратора на ОУ (1/4 LM324) около 4В. Так что простой делитель здесь не очень хорош(. Вообщем, думаю оставить схему, а подтяжку действительно убрать.
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Если все, то не я...
|
|
|
|
|
Oct 10 2010, 22:28
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 10 920
Регистрация: 5-04-05
Пользователь №: 3 882

|
Цитата(Alexashka @ Oct 11 2010, 02:42)  Может тогда упростить: выкинуть D1, R2,R3. ZD3 параллельно с D2 и на контроллер. Да, ZD3 тогда поставить на 3,3В. Зуд рационализатора? Китайский опыт? R2 выкидывать нельзя в любом случае. Поскольку энкодер - внешнее устройство, то R2 это какая-никакая защита от наносекундных помех. Заменить диодную развязку одним стабилитроном можно, но только если выход достаточно сильноточный (порядка 7-10мА или более). R1 тогда нужно уменьшить до такого значения, чтобы ток через стабилитрон при минимальном уровне лог."1" был около 2-3мА. В противном случае уровень лог."1" на входе МК не гарантирован. Низковольтные стабилитроны вблизи напряжения стабилизации имеют довольно высокий ток утечки. По этой причине я и "вкрячил" туда диодную развязку. Стабилитрон после диодной развязки не влияет на сигнал, если только он (сигнал) не выходит за установленные пределы. Цитата(Alexashka @ Oct 11 2010, 02:42)  Может и D2 выкинуть, откуда там возьмется отрицательное?  При подключении внешних устройств может быть все что угодно. Проще (дешевле) будет резистор и диод поменять, чем весь МК.
|
|
|
|
|
Oct 11 2010, 06:04
|

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

|
Цитата(rezident @ Oct 11 2010, 02:28)  Зуд рационализатора? Китайский опыт?  Да нет, скорее японский, и не опыт, а взгляд на жизнь. Люблю все доводить до совершенства  Цитата(rezident @ Oct 11 2010, 02:28)  R2 выкидывать нельзя в любом случае. Поскольку энкодер - внешнее устройство, то R2 это какая-никакая защита от наносекундных помех. Заменить диодную развязку одним стабилитроном можно, но только если выход достаточно сильноточный (порядка 7-10мА или более). R1 тогда нужно уменьшить до такого значения, чтобы ток через стабилитрон при минимальном уровне лог."1" был около 2-3мА. В противном случае уровень лог."1" на входе МК не гарантирован. Низковольтные стабилитроны вблизи напряжения стабилизации имеют довольно высокий ток утечки. По этой причине я и "вкрячил" туда диодную развязку. Стабилитрон после диодной развязки не влияет на сигнал, если только он (сигнал) не выходит за установленные пределы. При подключении внешних устройств может быть все что угодно. Проще (дешевле) будет резистор и диод поменять, чем весь МК. Да, про внешнее устройство топикстартер ничего не говорил, если так, то согласен, защита нужна и от отрицательных выбросов. Так что и R2 и D2 нужно оставить. А вот про стабилитрон пожалуй не соглашусь. Утечка тут не будет страшна, для типового разброса 2,3...2,9В (BZX84C3v3) при токе диода 1мА получим с 1кОм ограничительным резистором на входе ток как раз 1мА =(3,3В - 2,3В)/1кОм. Что для любого порта норма. А вот емкость стабилитрона может повлиять если сигнал достаточно скоростной. Тут BZX не катит, нужен другой ограничитель. Либо завести диод шотки прямо на питание 3,3В, которое просто обязано быть в схеме  . В любом случае внешние диоды имеют меньший импеданс и сработают раньше чем встроенные внутрь контроллера. ЗЫ. Ваш вариант работает хорошо, т.е емкость диода не скажется на фронтах сигналов, но нужно смериться с тем что стабилитрон будет все время кушать.
|
|
|
|
|
Oct 11 2010, 16:17
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 10 920
Регистрация: 5-04-05
Пользователь №: 3 882

|
Цитата(Alexashka @ Oct 11 2010, 12:04)  А вот про стабилитрон пожалуй не соглашусь. Утечка тут не будет страшна, для типового разброса 2,3...2,9В (BZX84C3v3) при токе диода 1мА получим с 1кОм ограничительным резистором на входе ток как раз 1мА =(3,3В - 2,3В)/1кОм. Что для любого порта норма. У низковольтных стабилитронов ток утечки нормируется при напряжении 1В. Для BZX84C3V3 нормируется 5мкА@1В при +25°C. При увеличении напряжения ток утечки возрастает примерно по экспоненте. Так что при приближении к номинальному напряжению стабилизации ток утечки (точнее ток, возникающий при туннельном эффекте в полупроводнике) уже составляет величину как раз порядка 1 мА (чуть меньше). Вдобавок еще нужно учесть влияние температуры на этот эффект. Можете сами экспериментально проверить, если мне на слово не верите.  Проходили мы уже все это. И не раз. Цитата(Alexashka @ Oct 11 2010, 12:04)  А вот емкость стабилитрона может повлиять если сигнал достаточно скоростной. Про емкость стабилитрона я ранее даже упоминать не стал. Цитата(Alexashka @ Oct 11 2010, 12:04)  Либо завести диод шотки прямо на питание 3,3В, которое просто обязано быть в схеме  . В любом случае внешние диоды имеют меньший импеданс и сработают раньше чем встроенные внутрь контроллера. Подавляющее большинство схем питания (и м/с-стабилизаторов) регулируют лишь втекающий в питание схемы ток. Для единичного входа утечка через защитные диоды в питание обычно не страшна, но если входов таких много и суммарные входные токи будет существенно выше потребления всей схемы, то питание ее "приподнимется". При этом вполне может выйти за допустимый диапазон рабочих напряжений. МК скорее всего "даст дуба".  Если вы хорошо просчитали вероятности и абсолютно уверены, что в штатных и нештатных ситуациях входной сигнал в любом случае не "приподнимет" питание схемы до критической величины, то можете смело "опирать" защиту через диод на питание.  Но лично я по мере своих возможностей стараюсь делать защиту full-proof Цитата(Alexashka @ Oct 11 2010, 12:04)  нужно смериться с тем что стабилитрон будет все время кушать. Да, имеется такой "недостаток". Но я не думаю, что у топикстартера прибор с батарейным питанием, коли в нем применяется энкодер
|
|
|
|
|
Oct 11 2010, 21:28
|

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

|
Цитата(rezident @ Oct 11 2010, 20:17)  У низковольтных стабилитронов ток утечки нормируется при напряжении 1В. Для BZX84C3V3 нормируется 5мкА@1В при +25°C. При увеличении напряжения ток утечки возрастает примерно по экспоненте. Так что при приближении к номинальному напряжению стабилизации ток утечки (точнее ток, возникающий при туннельном эффекте в полупроводнике) уже составляет величину как раз порядка 1 мА (чуть меньше). Вдобавок еще нужно учесть влияние температуры на этот эффект. Можете сами экспериментально проверить, если мне на слово не верите.  Проходили мы уже все это. И не раз. ... Да, имеется такой "недостаток". Но я не думаю, что у топикстартера прибор с батарейным питанием, коли в нем применяется энкодер  Конечно верю! А то какжешь...Сам с ними (с утечками) борюся  Но Вы же сами говорите что питание у автора НЕ батарейное, так чего ему парится изза сотни-другой микроампер? Тем более, я не вижу в чем кардинальное отличие вашей схемы -диод последовательно со стабилитроном, от моей -просто стабилитрон. Разброс Vzt будет одинаковым в обоих случаях, в Вашем случае просто сдвинут на 0,6В. Или я не прав? Тем более ТКН у диода и стабилитрона отрицательный...так что, не помогают они друг другу По поводу этого: Цитата Подавляющее большинство схем питания (и м/с-стабилизаторов) регулируют лишь втекающий в питание схемы ток. Для единичного входа утечка через защитные диоды в питание обычно не страшна, но если входов таких много и суммарные входные токи будет существенно выше потребления всей схемы, то питание ее "приподнимется". При этом вполне может выйти за допустимый диапазон рабочих напряжений. Это вобщемто типовая схема защиты интерфейсных схем, то есть на входах диоды на змелю и питание, а между питанием и землей -TVS или стабилитрон для защиты от сильных "подскоков". Похожая схема кстати стоит во многих мелкосхемах (ОУ например). Подразумевается что защита срабатывает от коротких импульсов (статические разряды), если имеется значительное различие в интерфейсных уровнях сигналов, нужно однозначно городить чтото другое.
|
|
|
|
|
Oct 11 2010, 22:40
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 10 920
Регистрация: 5-04-05
Пользователь №: 3 882

|
Цитата(Alexashka @ Oct 12 2010, 03:28)  Тем более, я не вижу в чем кардинальное отличие вашей схемы Дык вы же сами описали отличия в сообщении выше Цитата(Alexashka @ Oct 12 2010, 03:28)  Это вобщемто типовая схема защиты интерфейсных схем, то есть на входах диоды на змелю и питание, а между питанием и землей -TVS или стабилитрон для защиты от сильных "подскоков". Похожая схема кстати стоит во многих мелкосхемах (ОУ например). Подразумевается что защита срабатывает от коротких импульсов (статические разряды), если имеется значительное различие в интерфейсных уровнях сигналов, нужно однозначно городить чтото другое. Уважаемый, меня всегда учили, что помеху нужно давить в одном месте - в месте ее возникновения, а вовсе не пускать ее в схему, чтобы давить ее потом во множестее других мест.  Но вам я этого приказать не могу и насильно приобщать к этой "религии" не смею  Как вы сами правильно заметили, защитные диоды на входах микросхем стоят обычно с целью защиты внутренностей этой м/с от статического электричества согласно human-body модели. Поэтому намеренно "сливать" через них помеху в питание это моветон и неправильное применение данной защиты.  Диоды перед входом м/с и диоды на входе внутри м/с вовсе не равнозначны, имеют различные (в смысле различающиеся) мощностные характеристики и служат для разных типов/видов защит.
|
|
|
|
Сообщений в этой теме
PhX Компаратор 5В -> Микроконтроллер 3.3В Oct 9 2010, 17:55 rezident Непонятно, а что мешает +5V на левой части схемы п... Oct 9 2010, 18:55 PhX Цитата(rezident @ Oct 9 2010, 22:55) Непо... Oct 9 2010, 19:41  rezident Цитата(PhX @ Oct 10 2010, 01:41) операцио... Oct 9 2010, 21:20  Dog Pawlowa Цитата(PhX @ Oct 9 2010, 22:41) Мешает то... Oct 9 2010, 21:50   MrYuran Цитата(Dog Pawlowa @ Oct 10 2010, 01:50) ... Oct 11 2010, 04:58 Mike18 Цитата(PhX @ Oct 9 2010, 21:55) Мне на ум... Oct 9 2010, 22:10 rezident Цитата(Mike18 @ Oct 10 2010, 04:10) на эм... Oct 9 2010, 22:24  Mike18 Цитата(rezident @ Oct 10 2010, 02:24) Пра... Oct 9 2010, 22:55   PhX Цитата(rezident @ Oct 10 2010, 13:32) Я б... Oct 10 2010, 10:30         Alexashka Цитата(rezident @ Oct 12 2010, 02:40) Дык... Oct 12 2010, 05:24          Tanya Господа! Можно я встряну?
Изначально схема неп... Oct 12 2010, 05:53 Student Pupkin Такой вот вариант (на pnp-транзисторе):
Oct 9 2010, 22:34 rezident Цитата(Student Pupkin @ Oct 10 2010, 04:3... Oct 9 2010, 22:54  Student Pupkin Цитата(rezident @ Oct 10 2010, 02:54) Дык... Oct 9 2010, 23:29 Wise ..Морочите голову человеку..
Всего-то и надо вых... Oct 11 2010, 17:56 Mike18 И микроконтроллер неправильно выбран. Они бывают и... Oct 12 2010, 07:08 PhX Выдалось время на макетку и осцилограф. Выводы:
Мо... Oct 13 2010, 04:14 Alexashka И не забываем про sn74LVC1g14 -толерантный к 5В бу... Oct 13 2010, 05:30 Marser Резисторный делитель - это трюк, который при высок... Oct 15 2010, 09:31 Wise ..Резисторный делитель удовлетворяет всем частотам... Oct 15 2010, 10:55
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|