Jump to content

    

Вопрос по 74lvc1gx04

Добрый день.

 

Не могу разобраться в причинах высокого энергопотребления кварцевого генератора на 74lvc1gx04. Собираю по схеме из datasheet. Частота генератора - 4МГц. Потребление порядка 7мА, что для моей задачи неприемлемо. От величины нагрузочных конденсаторов на кварце потребление почти не зависит, также практически не зависит от наличия нагрузки (нагрузка - порт ПЛИС через резистор 100 Ом). Интрига в том, что аналогичный генератор на одиночном гейте ИЛИ-НЕ (lvc1g02) потреблял менее 500мкА. И тут захотелось мне буферизированный выход...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще интересное: вот в этой статье http://www.ti.com/lit/an/szza043/szza043.pdf в приложении B указано, что такое потребление нормально для этой схемы. И это меня вводит в ступор - чем же принципиально отличается выход инвертора от выхода ИЛИ-НЕ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, vitzap said:

Частота генератора - 4МГц.  (нагрузка - порт ПЛИС через резистор 100 Ом). И тут захотелось мне буферизированный выход...

Что за ПЛИС?

Обязательно кварцованный генератор?

Зачем буферизация для ПЛИС?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ПЛИС семейства Lattice MachXO2 1200ZE. В схеме 2 почти идентичных тактовых генератора, 2-й генератор с подстройкой, чтобы расстройка генераторов была фиксированной. Буферизация - это, скажем, моя блажь, чтобы "развязать" кварц и нагрузку.

Share this post


Link to post
Share on other sites

gx04 работает в линейном режиме, один транзистор (точнее комплементарная пара), усиление небольшое. С точки зрения стабильности частоты это лучше. Если оставаться в линейном режиме, то можно уменьшить рабочий ток понижением напряжения питания или просто резистором последовательно с VCC. Амплитуда меньше, но с другой стороны не всегда нужно rail-to-rail, можно подключить генератор через конденсатор на резистивный делитель VCC/2.

 

 

3 часа назад, vitzap сказал:

Еще интересное: вот в этой статье http://www.ti.com/lit/an/szza043/szza043.pdf

Известная статья. Как только включают резистор Rs последовательно с LVC (стр.13), ток потребления тоже возрастает и скорее будет больше 8мА. Там же приведена зависимость частотной стабильности от линейности схемы.

 

image.png.f94a961661d4f4bfeb1312cdacbbf8c8.png 

Share this post


Link to post
Share on other sites

То есть схемотехника gx04 существенно отличается от 1g02, благодаря чему он пожирает ток?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если соедините вход с выходом 1g02 через резистор (ООС), пусть 1МОм, то получите усилитель с большим потреблением. Схемотехника одинаковая. Внутри 1g02 больше последовательно включенных каскадов, больше усиление.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Но по факту получается наоборот - если вместо gx04 используется 1g02, ток потребления всего 500мкА. Пытаюсь понять, отчего так происходит. Может, есть более разумное решение для получения малопотребляющего кварцевого резонатора?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 минуту назад, vitzap сказал:

ток потребления всего 500мкА

Из-за избыточного усиления и отсутствия должного согласования с кварцем 1g02 работает в ключевом режиме, с глубоким насыщением и отсечкой. В ключевом режиме любая CMOS схема потребляет минимальный ток, определяемый динамическими потерями на переключение.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, vitzap сказал:

Буферизация - это, скажем, моя блажь, чтобы "развязать" кварц и нагрузку.

Я бы сказал, буфер - это обязательное условие. Любая ПЛИС своим входом (как бы это не показалось странным) сильно влияет на генератор через проходные емкости из-за низкой ЭМС внутри кристалла.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, rloc said:

Из-за избыточного усиления и отсутствия должного согласования с кварцем 1g02 работает в ключевом режиме, с глубоким насыщением и отсечкой. В ключевом режиме любая CMOS схема потребляет минимальный ток, определяемый динамическими потерями на переключение.

Похоже, что не в этом дело - сигнал на выводах кварца все-таки синусоида. Уровни сигналов что в одном что в другом случае почти одинаковы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Посмотрите непосредственно на выходе 1g02. Оцените прямоугольность сигнала. Полоса осциллографа и щупа должны быть раз в 10 больше основной гармоники. Щуп осциллографа должен быть с короткой землей, без длинного провода с "крокодилом".

Share this post


Link to post
Share on other sites

На выходе 1g02 фронт порядка 5ns, на выходе 1gx04 - порядка 20ns. Почему-то фронт сильно затянут, отсюда и потребление.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, vitzap сказал:

Почему-то фронт сильно затянут, отсюда и потребление.

Что именно не понятно:

1. почему при затягивании фронта растет потребление? Тогда возвращаемся к сообщению Plain.

2. зачем нужно затягивание фронта? Тогда возвращаемся к статье TI о частотной стабильности. Более правильно было говорить о повышении линейности работы.

3. почему разные фронты с 1g02 и 1gx04? Тогда возвращаемся к 5-му сообщению, добавление резистора между выходом 1g02 и резонатором приведет к увеличению фронта, потребление станет таким же, если не больше. Резистор играет роль аттенюатора для снижения усиления:

image.png.543e6e69276b083aa839930ddceae298.png

4. как сделать потребление меньше с пологими фронтами? Тогда опять возвращаемся к 5-му сообщению, можно снижать напряжение питания схемы генератора.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this