Jump to content

    
Sign in to follow this  
haker_fox

Преобразователь RS232-RS485

Recommended Posts

Ню-ню. Основная функция - ускорение запирания путем рассасывание неосновных носителей заряда и ускорения спадания базового тока. В быстрых схемах это дает увеличение быстродействия, в силовых - уменьшает время нахождения в линейном режиме и рассеиваимую мощность. А уже побочная функция - чтобы база в воздухе не болталась. Будем спорить или на голосование поставим?

Давайте-ка поспорим.

 

В согласии с вашими исходными посылками примем, что ток коллектора должен быть не менее 16 мА, а минимальный коэфф. передачи тока у транзистора - 100. Ток в базе у него должен быть, таким образом, не менее 160 мкА, но и, по возможности, ненамного более чем 160 мкА, поскольку при дальнейшем увеличении тока он будет входить во все более глубокое насыщение. Положим также, что ваши расчеты верны и выполнены для случая минимальной температуры окружающей среды. И вот возникает вопрос: а как глубоко войдет в насыщение этот же транзистор, но имеющий максимально возможное значение коэфф. передачи тока и работающий при максимальной температуре окружающей среды? Для него - будет ли отличаться время выхода из насыщения при исходном значении номиналов и при предложенных вами номиналах? А если будет отличаться - то насколько?

 

Мой ответ - отличаться если и будет, то не настолько, чтобы это кто-то вообще заметил. В пределах погрешности измерения. А посему считать основной функцией данного резистора "ускорение запирания" есть заблуждение. Это у него вторичная, побочная, не всегда исполняющаяся и потому не имеющая значения функция, которая может как-то работать разве что в тепличных лабораторных условиях и путем подбора номинала резистора под конкретный экземпляр транзистора.

 

Кроме того, на практике низкое значение сопротивления R2 вообще делает все манипуляции с R3 иррелевантными. Поскольку КМОП порт, который выдает сигнал на R2, эффективно тянет R2 не только к питанию, но и на землю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Мой ответ - отличаться если и будет, то не настолько, чтобы это кто-то вообще заметил. В пределах погрешности измерения. А посему считать основной функцией данного резистора "ускорение запирания" есть заблуждение. Это у него вторичная, побочная, не всегда исполняющаяся и потому не имеющая значения функция, которая может как-то работать разве что в тепличных лабораторных условиях и путем подбора номинала резистора под конкретный экземпляр транзистора.
Попробуйте подумать в таком направлении - пойдем на поводу у вашей гипотезы и временно исключим R3, как не влияющий на скорость. При открывании ток базы будет (3.3в - 0.8в) / R2 = 2.5в / R2 , при закрывании - -0.8в / R2. Вы не находите, что токи отличаются почти в 3 раза? Или будете утверждать, что эти токи никак не влияют на время закрывания/открывания?

 

При моих номиналах ток открывания 150мкА, ток закрывания = -0.8в / R2 - 0.8в / R3 = -1.7мА. Согласитесь, что больший закрывающий ток приводит к более быстрому закрыванию транзистора. Опять же напомню, что процесс закрывания состоит из двух стадий - рассасывания неосновных носителей и лишь потом собственно падение коллекторного тока. Вот как раз время рассасывания и является основным "тормозом" закрывания транзистора. И именно на его уменьшение и нацелен низкий номинал R3. А заодно и на уменьшение времени падения коллекторного тока.

 

haker_fox: вы можете промоделировать работу этого каскада с обоими вариантами номиналов?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Или будете утверждать, что эти токи никак не влияют на время закрывания/открывания?

Буду продолжать утверждать, что влияние это несущественно, поскольку и в том и в другом случае транзистор находится в насыщении. Разница была бы существенной, если бы в одном случае он был на границе активного режима, а в другом - в насыщении. Однако на границе активного режима он будет находиться только в случае минимальго коэф. передачи по току и минимальной температуры окружающей среды. Во всех остальных случаях транзистор находится в насыщении и выходит из него довольно долго. Причем номинал резистора в базе влияет не так уж сильно, в силу того, что у базы есть собственное объемное сопротивление, и оно довольно велико.

 

Вот если бы вы диод Шоттки поставили между базой и коллектором, тогда бы работа на границе насыщения обеспечивалась при любом значении коэфф. передачи тока и температура. Вот это бы, действительно, обеспечило ускорение запирания. Или если бы вы ускоряющие конденсаторы предложили использовать.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Буду продолжать утверждать, что влияние это несущественно, поскольку и в том и в другом случае транзистор находится в насыщении.
А при насыщении неосновные носители из базы святым духом выносит? Или все же вытекающим током, который в моем случае существенно больше?

Причем номинал резистора в базе влияет не так уж сильно, в силу того, что у базы есть собственное объемное сопротивление, и оно довольно велико.
Хотя бы порядок этого сопротивления укажите, что ли.

Вот если бы вы диод Шоттки...
Методы ускорения мне известны, но речь сейчас не о них.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А при насыщении неосновные носители из базы святым духом выносит? Или все же вытекающим током, который в моем случае существенно больше?

Ага, святым духом. :) Насколько я знаю, они в основном рекомбинируют на золотом допинге, который вводят в базу как раз для этого. Поиграйтесь с относительно современными транзисторами типа BC548 и убедитесь, что догмы, которые в нас вдалбливали по учебникам полувековой давности, на них не очень-то распространяются.

 

Хотя бы порядок этого сопротивления укажите, что ли.

Несколько сотен ом.

 

Методы ускорения мне известны, но речь сейчас не о них.

Вот именно, что не о них, поскольку резисторами с базы на землю существенного ускорения не добьешься. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Поиграйтесь с относительно современными транзисторами типа BC558 и убедитесь, что догмы, которые в нас вдалбливали по учебникам полувековой давности, на них не очень-то распространяются.
Открываем даташит на использованный haker_fox 2N3904. Смотрим динамические характеристики:

ts Storage Time VCC = 3.0V, IC = 10mA IB1 = IB2 = 1.0mA 200 ns

Это то самое время рассасывания неосновных носителей. С чего бы это они указывали ток базы, если он, по вашим утверждениям, "не влияет"?

 

Несколько сотен ом.
То есть по сравнению с ним десяток килоом или несколько сотен ом - все же существенная разница?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это то самое время рассасывания неосновных носителей. С чего бы это они указывали ток базы, если он, по вашим утверждениям, "не влияет"?

Да вы что, первый раз на свет родились, что ли? :) Они же обязаны указать режим измерения, без этого их или в суд потянут, или будут презирать за непрофессионализм и не станут покупать продукты.

 

И обратите внимание, что в указанном в даташите режиме глубокого насыщения (ток базы 1 ма, ток коллектора 10 мА, при типовом коэфф. передачи по току 300) время смехотворно мало - гарантируется не более 0.2 мкс. То есть, безо всяких там резисторов с базы на землю, в глубоком насыщении, просто так, с кондачка, при помощи святого духа и золотого легирования базы, транзистор будет прекрасно шпарить на частоте 5 МГц. И стоит ли на этом фоне сопли по стеклу развозить? :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
То есть, безо всяких там резисторов с базы на землю, в глубоком насыщении, просто так, с кондачка, при помощи святого духа и золотого легирования базы, транзистор будет прекрасно шпарить на частоте 5 МГц.
Ага. И 1mA закрывающего тока тоже от святого духа берется.

 

Дабы поставить точку. Попросил товарища промоделировать в микрокапе:

вариант с R3 = 10К, R2 = 1.2К:

post-17095-1330601424_thumb.png

 

вариант с R3 = 680 Ом, R2 = 1.8K:

post-17095-1330601531_thumb.png

 

Если для вас уменьшение времени закрывания почти в 6 раз - "несущественно", "в пределах погрешности измерения", то дальше спорить смысла нет.

Видимо микрокап не знает, что "догмы из учебников полувековой давности" отменили.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Диспут продолжается) Я прошу прощения, интерес к теме не потерял, сильно загружен работой, даже нет времени на симуляцию, вернее сил... Спасибо!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если для вас уменьшение времени закрывания почти в 6 раз - "несущественно", "в пределах погрешности измерения", то дальше спорить смысла нет.

А какой практический смысл в этих ваших "в 6 раз", если для данного транзистора даже для более худшего случая гарантировано 0.2 мкс, тогда как время срабатывания оптопоры, которой он управляет - аж 4 мкс? Ну, даже если доведете вы время срабатывания транзистора до 1 нс, то когда начнете измерять параметры устройства, то заметите ли разницу? Нет, не заметите. Все ваши ухищрения уложатся в разброс времени срабатывания между разными экземплярами оптопар. Поэтому когда вы возьмете два устройства, с вашими улучшениями и без них, и будете измерять параметры, то не сможете уверенно сказать, какое из них сделано по-вашему, а какое - нет. Все эти мнимые улучшения уложатся в погрешности измерения и в разбросы параметров.

 

Не говоря уж о том, что моделирование для конкретного транзистора в контексте топика - есть практически чистое жульничество. Я же ясно сказал, что в тепличных лабораторных условиях можно выжать заметную разницу, однако никакого смысла она не имеет. Просите вашего коллегу выдать результаты для минимальной и максимальной рабочих температур, а также для минимального и максимального коэфф. передачи по току для транзистора., вот тогда будете графиками трясти. Если, конечно, будете - подозреваю, что желание их демонстрировать резко уменьшится. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
А какой практический смысл в этих ваших "в 6 раз", если для данного транзистора даже для более худшего случая гарантировано 0.2 мкс, тогда как время срабатывания оптопоры, которой он управляет - аж 4 мкс?
Мы рассуждаем о том, как делать правильно, или о том, что "в данном случае и так сойдет"?

Просите вашего коллегу выдать результаты для минимальной и максимальной рабочих температур, а также для минимального и максимального коэфф. передачи по току для транзистора., вот тогда будете графиками трясти. Если, конечно, будете - подозреваю, что желание их демонстрировать резко уменьшится. :)
Вот сами и выдавайте результаты. От вас пока только общие сотрясения воздуха. Я писал что резистор существенно уменьшает время закрывания - я это показал. Вы утверждали обратное. Хотите - доказывайте. Не хотите - будем считать это сотрясениями воздуха. Мне надоело в одностороннем порядке тратить на вас свое и чужое время.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Давайте-ка поспорим.

А был ли смысл?

Ну все теперь уже убедились в неграмотности "теоретика", который вместо проверки чего-то на практике, будет УТВЕРЖДАТЬ, что этого не может быть потому, что ОН этого не понимает.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Не говоря уж о том, что моделирование для конкретного транзистора в контексте топика - есть практически чистое жульничество. Я же ясно сказал, что в тепличных лабораторных условиях можно выжать заметную разницу, однако никакого смысла она не имеет. Просите вашего коллегу выдать результаты для минимальной и максимальной рабочих температур, а также для минимального и максимального коэфф. передачи по току для транзистора., вот тогда будете графиками трясти.

 

а вот не поленюсь сейчас, и промоделирую. но после этого Вы обязуетесь принести публичное извинение и признать свою неправоту. идет?

Share this post


Link to post
Share on other sites
а вот не поленюсь сейчас, и промоделирую.

Так что, поленились таки? Ну, тогда я не поленюсь. Симулятор Simetrix, спайс-модель транзистора 2N3904 взята на сайте OnSemi. Оптрон представлен тремя последовательно включенными диодами, питание 5В, сигнал амплитудой 3.3В, частота 10 кГц, фронты 1 нс. Обычное transient моделирование, однако шаг выбран мелкий, 0.1 нс, чтобы не было сомнений.

 

Схема

 

post-2483-1330675664_thumb.png

 

Результаты прогона:

- исходная схема R1=1.2k, R2=12.4k - зеленая линия

- улучшенная схема R1=1.8k, R2=680R - синяя линия

 

post-2483-1330676000_thumb.png

 

Обещанного "улучшения в 6 раз" почему-то не наблюдается... Сергей, может, ваш товарищ КТ315 использовал для моделирования? :)

 

Смех смехом, однако замечу, что представленный мной результат поддается независимой проверке, все необходимые сведения я привел. А что там ваш анонимный коллега моделировал - бог весть...

 

Мы рассуждаем о том, как делать правильно, или о том, что "в данном случае и так сойдет"?

 

А что есть "правильно", по-вашему? Добиться улучшения работы устройства на 0.01%, затратив кучу времени на поиск никому не нужных блох? Или же сконцентрироваться на тех местах, где можно добиться реального улучшения работы и не заморачиваться бессмысленным улучшательством?

 

Для инженера "правильно" - это прежде всего "оптимально".

Share this post


Link to post
Share on other sites
Перед тем, как делать печатную плату, могу я пропросить уважаемое сообщество окинуть опытным взгядом сию схему?)

Это гальваническая развязка для USART TTL <-> RS485. Сделана по мотивам предыдущей схемы (в этой ветке).

Народ уже два десятка сообщений написал про транзистор, питающий светодиод оптопары. Есть ведь транзисторы с интегрированными резисторами. Почему бы не использовать их (или хотя бы подсмотреть номиналы резисторов). Вот например nxp, onsemi, fairchild.

 

Как правило, американские фильмы с суффиксом "-2" хуже первых. В данном случае проглядываются параллели. Оригинальная схема из первого сообщения имела линию для переключения RX/TX. В новой версии решено использовать стартовый бит для переключения. Притом сделано безобразно (диод-резисторная логика...). В худшем случае может вообще не переключиться (мороз, максимальное напряжение выхода оптопары, минимальное напряжение переключения триггера Шмита). А если переключиться, то сильно укоротив стартовый бит. А его длительность принципиально важна. От этого фронта приёмник отсчитывает середину интервала, для приёма данных.

 

Если ставить D2, R8, C4, то лучше заменить 74HC14 на 74HC132. Один вход 2И-НЕ элемента подключить туда, где сейчас вход U3A, второй вход на выход оптопары U2. выход 2И-НЕ на разрешение передатчика U4. В этом случае стартовый бит будет передан лучше.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this