Навіщо ставити резистор послідовно із сигнальною лінією?

Багато разів в схемах я бачу резистор, розміщений послідовно в сигнальній лінії, а іноді навіть в серії з лінією VDD MCU. Чи є намір цього згладити шум у лінії? Чим це відрізняється від використання маленького ковпачка, наприклад, .1 мкФ, щоб зробити те саме?

Дві загальні причини - цілісність сигналу та обмеження струму при перетворенні рівня лінивого рівня.

Для цілісності сигналу будь-яка невідповідність імпедансу лінії передачі, утвореної слідом pcb і приєднаними компонентами, може спричинити відображення переходів сигналу. Якщо їм дозволяється підстрибувати вперед і назад по сліду, що відбиває невідповідності в кінці протягом багатьох циклів, поки вони не відмирають, сигнали "дзвонять" і можуть неправильно трактуватися або за рівнем, або як додаткові переходи краю. Зазвичай вихідний штифт має менший опір, ніж слід, а вхідний штифт - більший опір. Якщо ви поставите серійний резистор значення, що відповідає імпедансу лінії передачі на вихідний штифт, це миттєво сформує дільник напруги, і напруга хвилі, що рухається вниз по лінії, буде наполовину вихідної напруги. На кінці прийому більший опір входу по суті виглядає як відкрита схема, що призведе до фазового відбиття, подвоєного миттєве напруга назад до початкового. Але якщо дозволити цьому відбиттю повернутися до виходу низького імпедансу водія, воно відображатиметься поза фазою і конструктивно втручається, знову віднімаючи і створюючи дзвінок. Натомість його поглинає серійний резистор у драйвері, який обраний відповідно до лінійного опору. Таке припинення джерела працює досить добре в точкових з'єднаннях, але не так добре в багатоточкових. Натомість його поглинає серійний резистор у драйвері, який обраний відповідно до лінійного опору. Таке припинення джерела працює досить добре в точкових з'єднаннях, але не так добре в багатоточкових. Натомість його поглинає серійний резистор у драйвері, який обраний відповідно до лінійного опору. Таке припинення джерела працює досить добре в точкових з'єднаннях, але не так добре в багатоточкових.

Поточне обмеження в перекладі ледачого рівня - ще одна поширена причина. Технології CMOS IC різних поколінь мають різні оптимальні робочі напруги і можуть мати обмеження пошкодження, встановлені крихітними фізичними розмірами транзисторів. Крім того, вони не можуть спочатку терпіти наявність входу при більш високій напрузі, ніж їх живлення. Таким чином, більшість мікросхем вбудовані з крихітних діодів від входів до джерела живлення для захисту від перенапруги. Якщо ви керуєте частиною 3,3 В від 5 В (або, швидше за все, сьогодні, керуючи 1,2 або 1,8 в один від джерела 3,3 В), то спокусити просто покластися на ці діоди, щоб зафіксувати напругу сигналу до безпечного діапазону. Однак вони часто не можуть впоратися з усім струмом, який потенційно може бути викликаний більш високим виходом напруги, тому для обмеження струму через діод використовується серійний резистор.

Так, цілісність сигналу є причиною. Використання ковпачка значно уповільнить край і не буде таким чистим. Стандартна книга з цього питання - Високошвидкісний цифровий дизайн: Підручник з чорної магії . Як правило, в якості вихідної точки зазвичай використовується 22,1 Ом. Ви можете використовувати інструмент моделювання цілісності сигналу, такий як HyperLynx Mentor Graphics, щоб отримати кращий аналіз до того, як плата буде побудована.

У рядку VDD це не причина. Деякі люди можуть поставити туди резистор мільйонів, щоб виміряти потужність, а потім замінити його на 0 Ом для виробництва. Інші, особливо аналогові, можуть поставити на нього RC-фільтр, щоб позбутися від шуму.

На який товар? Що стосується споживача, це, мабуть, цілісність сигналу (див. Відповідь Брайана).

На інструменті розробки це може бути обмеження поточного струму. Я часто скидаю на сигнальні лінії деякі резистори 470 Ом для моїх проектів для ліній даних, які підключаються до зовнішніх модулів. Струму, поданого цифровим входом, недостатньо, щоб спричинити значне падіння напруги на цьому резисторі. Обмеження струму означає, що нічого (як правило) не піднімається, якщо я помиляюсь при з'єднанні матеріалів, або якщо щось замикає з'єднання на відкритій дошці. Він відрізняється від ковпачка тим, що ковпачок буде проводити багато струму на цифровому краю (за короткий, але іноді і незначний час), маючи протилежний ефект резистора.

Я не впевнений, чи про це ви говорите, але невеликий резистор (<100 Ом) може бути розміщений на виході підсилювача, який веде довгу лінію, так що ємнісне навантаження не спричиняє підсилювач коливатися.

Він також може бути використаний для того, щоб два підсилювачі мали однаковий вихідний опір, щоб створити врівноважену лінію, яка відхиляє перешкоди.

Ще дві відповіді:

1. Додавання резистора до лінії може обмежувати пошкоджуючі потокові струми, які в іншому випадку можуть бути наслідком короткочасних високовольтних перехідних процесів, наприклад, викликаних електростатичним розрядом (ОУР).
2. Резистор низького значення, що відповідає входу живлення в мікросхему, знизить напругу, пропорційну струму живлення мікросхеми. Якщо знає значення резистора, можна підключити лічильник, виміряти напругу та підвести струм, не порушуючи роботу ланцюга. Схема буде працювати однаково з необхідним лічильником або без нього. На противагу цьому, якщо на платі була точка з'єднання амперметра послідовно з джерелом живлення, необхідно було б короткочасне з'єднання, коли мати не було.

Я бачив Xilinx FPGA, запрограмований для керування аналоговим мультиплексором рядків / стовпців CMOS на візуалізаторі, сміття мультиплексора через те, що цифрові ребра Xilinx під наносекунди йшли ВНІШЕ, а ДАЛИ ВІДД. Це було помічено за допомогою зонда 1pF швидкістю 900 МГц (активний зонд PEK P6201, давно застарілий). У вашому звичайному повільному зонді 13pF не виявилося жодного перебігу. Люди, які мають багаторічний досвід роботи в цих областях, мене попросили розмістити резистор потужністю 1 км в кожному з 6-дюймових проводів (приблизно 15 таких проводів) від Xilinx до мультиплексора. Результат? Витончене зображення, з великою кількістю зсуву / помилка посилення, з'явилася. Додано деяку корекцію гарячої холодної пластини, і ви побачили, як тепло пальця просочується аркушем паперу. Що відбувалося? Захисні діоди, як очікується, поглинають удари ОУР будь-якої полярності, вмикалися під час цих субнаносекунд під / перебігом. Таким чином, мільйони разів на секунду заряд вводили в підкладку та колодязі CMOS, порушуючи цифрову поведінку та, можливо, аналогові сигнали, якщо вони були загнані в grd / rail через несподіваний потік зарядів, що потребують шляху додому. Я допомагав налагоджувати інші схеми CMOS, де під час тесту ESD було порушено лише один логічний затвор, оскільки не булолокальний контакт для збору заряду в свердловину / субстрат.

Обережно з резисторами на vdd лініях. Якщо ви не будете обережно розміщувати кришку правильно, ви можете закінчитись пульсацією на подачі пристрою, на який msy має негативний вплив.

Іноді резистор або інше навантаження додається паралельно дискретному цифровому входу для компенсації розподіленої ємності в довгому вхідному кабелі. Розглянемо випадок, коли польовий вимикач на кінці тривалого ходу екранованого кабелю має гарячий і зворотний провідник. на іншому кінці кабельної пари є лінія 120 вакууму, а зворотна сторона йде на вхід PLC, DCS або іншого цифрового пристрою. Виходячи з цих значень: - напруга живлення - ємність кабелю - імпеданс цифрового вводу пристрою - напруга цифрового вводу ввімкнено. Ви можете розрахувати максимальну безпечну відстань для проходження кабелю, щоб вхід відключився при відкритті комутатора.
Імпеданс кабелю та пристрою введення утворюють дільник напруги, який може призвести до того, що напруга на вході буде вище порогової, навіть при вимкненому вимикачі.