[Гость @Ark]

Во всех остальных случаях вы упретесь в предельно-допустимые параметры чипа: напряжение на любом пине не должно быть меньше земли или больше питания более чем на 0.5 В (иногда 0.3 В). И если вы инженер, а не радиолюбитель, то обязаны будете это условие обеспечить.

Эти условия обеспечивают защитные диоды, если ток через них не превышает максимально допустимый (либо они вообще закрыты). Не путайте причины и следствия. Поэтому нужно обеспечить непревышение тока через последовательный резистор, если напряжение входного сигнала (с учетом возможных наводок) может выходить за указанный диапазон.

Покажите конкретно, как вы находите разность напряжений для помехи, особенно - наведенной.

Если вы хотите ограничить (точно знать) максимальное напряжение помехи - поставьте стабилитрон, как здесь уже советовали...

[=AK= 14]

Эти условия обеспечивают защитные диоды, если ток через них не превышает максимально допустимый (либо они вообще закрыты). Не путайте причины и следствия. Поэтому нужно обеспечить непревышение тока через последовательный резистор, если напряжение входного сигнала (с учетом возможных наводок) может выходить за указанный диапазон.

Максимально допустимый ток через защитный диод никто из изготовителей в даташите вообще не указывает. Предельно допустимый ток пина к току через диод отношения не имеет.

Производители не указывают ток через защитный диод по простой причине: если вы обеспечиваете невылет вх.сигналов более чем на 0.5 В за пределы земли и питания, как они требуют, то ток через диоды гарантированно будет равен нулю (практически). Вы хоть представляете ВАХ обычных кремниевых диодов? Много ли вы встречали не-Шоттки диодов, у которых при токах в десятки мА падение напряжения не превысит 0.5В? Это азы "основ радиоэлектроники", где-то 2-й курс института...

 

Еще, попробуйте пообщаться со службой тех. поддержки любого изготовителя чипов на тему защитных диодов, и ваши иллюзии быстро рассеются.

 

Если вы хотите ограничить (точно знать) максимальное напряжение помехи - поставьте стабилитрон, как здесь уже советовали...

К сожалению, тот совет относился к категории "вредных". Автор советовал поставить стабилитрон, чтобы спускать мифическую помеху большой амплитуды на "грязную" землю. Однако совет не учитывает, что стабилитрон сам имеет большую емкость. Установка стабилитрона приведет к тому, что на вход микроконтроллера через емкость стабилитрона начнут в большом кол-ве поступать помехи из грязной земли. Помехоустойчивость снизится.

[Гость @Ark]

Производители не указывают ток через защитный диод...

.

DS30292C

 

PIC16F87X

...

15.0 Электрические характеристики.

Максимально допустимые значения.

...

Входной запирающий ток Iik (Vi<0 или Vi>Vdd)................+/- 20мА

Выходной запирающий ток Iоk (Vо<0 или Vо>Vdd)...........+/- 20мА

...

[sigmaN 0]

:)

[=AK= 14]

Поправляюсь: максимально допустимый ток через защитный диод мало кто из изготовителей в даташите указывает. Типичная табличка предельно-допустимых значений этого параметра не содержит и выглядит так:

 

 

 

 

[=AK= 14]

Теперь просимулируем в Спайсе, что происходит в простейшей схеме при нажатии кнопки.

 

 

Источнок V1 имитирует кнопку, подтянутую к 5 В, в момент нажатия. На диаграмме внизу напряжение источника показано красной линией, начальное значение равно +5 В, затем в момент 10 нс оно мгновенно падает до нуля.

 

Резистор R1 величиной 0.1 Ом представляет омические сопротивления контактов и дорожек, L1 - индуктивные компоненты монтажа, С1 - емкость монтажа, L2 - индуктивность входного пина, L3 - индуктивность земляного пина, С2 - емкость входного пина.

 

На временной диаграмме внизу показаны напряжения в схеме: красная линия - источник V1, зеленая - напряжение на С2 относительно земли, синяя - падение напряжения на L3, т.е. "болтанка" земли чипа относительно земли схемы.

 

 

А вот это - ток в пине.

 

 

Теперь я зашунтирую С2 идеальным диодом, который будет имитировать встроенный защитный диод на землю. Ток через этот диод превышает предельно-допустимый тех приборов, для которых величина этого тока оговорена изготовителями:

 

[Гость @Ark]

Теперь просимулируем в Спайсе, что происходит в простейшей схеме при нажатии кнопки...

Где подтягивающий резистор? Он включен между питанием и пином непосредственно, и никуда не исчезает после нажатия кнопки. Схема изначально не соответствует, поэтому без комментариев...

Поправляюсь: максимально допустимый ток через защитный диод мало кто из изготовителей в даташите указывает.

Сути дела это не меняет. Этот параметр существует. Конечно плохо, если его нет в даташите. В конце концов, его можно измерить, опираясь на диапазон допустимых напряжений для пина (он-то обычно всегда указан).

[=AK= 14]

Где подтягивающий резистор? Он включен между питанием и пином непосредственно, и никуда не исчезает после нажатия кнопки. Схема изначально не соответствует, поэтому без комментариев...

Убран за ненадобностью. Этот резистор вносит небольшое дополнительное затухание в переходный процесс, но не влияет на поведение схемы непосредственно в момент включения контакта. Извиняюсь, я забыл, что начинающим это может быть непонятно. Вот та же схема с подтягивающим резистором R2

 

 

А вот диаграммы напряжений в этой схеме. Как видите, непосредственно в момент замыкания контакта практически ничего не изменилось.

 

 

Сути дела это не меняет. Этот параметр существует. Конечно плохо, если его нет в даташите. В конце концов, его можно измерить, опираясь на диапазон допустимых напряжений для пина (он-то обычно всегда указан).

Попробуйте. В принципе достаточно прочитать любой учебник, где описана ВАХ кремниевых диодов, но если вы предпочитаете удостовериться сами - еще лучше. Надеюсь, результат измерения (при комнатной температуре ток пина будет равен нулю) наконец-то вас убедит.

 

Дополнение, вернее - ответ на удаленное сообщение.

 

Когда будете мерять, ваш измерительный прибор будет показывать ноль. Здесь я делаю разумное предположение, что для измерения вы будете использовать обычный мультиметр. Поскольку трудно предположить, что у начинающего будет в наличии что-то более серьезное, да и не нужно ничего другого, чтбы убедиться, что через пин не течет ожидаемых вами миллиампер (и уж тем более десятков миллиампер).

 

Если же вы думаете, что в учебниках на сей счет написано что-то иное, что могло бы оправдать ваши беспочвенные ожидания заметного прямого тока через маломощный кремниевый диод, смещенный в прямом направлении на 0.5 В при комнатной температуре, то, будьте любезны, приведите цитату или ссылку, а лучше и то и другое.

[V_G 7]

L3=10 нГн - это очень круто. Между землей чипа и выводом не может быть такой индуктивности. Вообще L3<<L2 ввиду конструктивных различий - подложка (может, еще и на металлической пластине) - или тонкий золотой волосок (к примеру, что видим в окне ИС с УФ-стиранием) от пина на кристалл. Да и что L2=10 нГн тоже маловероятно. Или у Вас есть секретные данные?

 

PS. Поискал тут формулы, одиночный провод длиной 5 мм и диаметром 0,02 мм имеет индуктивность около 5 нГн, если правильно посчитал.

А в общем - да, когда я говорил про делитель, я как раз и имел в виду напряжение на L3. Вы совершенно верно привели его в качестве критериального, только амплитуда там будет много меньше. Ну, только если еще снаружи приделать пионерскую разводку земляных пинов.

Изменено 19 апреля, 2010 пользователем V_G

[Гость @Ark]

Если же вы думаете, что в учебниках на сей счет написано что-то иное, что могло бы оправдать ваши беспочвенные ожидания заметного прямого тока через маломощный кремниевый диод, смещенный в прямом направлении на 0.5 В при комнатной температуре, то, будьте любезны, приведите цитату или ссылку, а лучше и то и другое.

Ток через диод будет течь и при 0,5В, и при 0,3В, и при -0,5В. Вопрос только в величине этого тока...

В даташитах обычно указывают входное сопротивление для пина, точнее ток утечки. Насколько я понимаю, если входное напряжение находится в разрешенном диапазоне (например от -0,5В до Vdd+0,5В), ток утечки не будет превышать заявленных в ДШ значений во всем диапазоне рабочих температур. При выходе напряжения за пределы этого диапазона ток может быть больше. При этом, его значение должно быть ограничено максимально допустимым током через защитные диоды. Напряжение на них в этом случае, конечно, будет уже не 0,5В. Это уже не "штатный" режим работы, но, imho, вполне допустимый. Иначе применение защитных диодов не имеет смысла...

[=AK= 14]

L3=10 нГн - это очень круто. Между землей чипа и выводом не может быть такой индуктивности. Вообще L3<<L2 ввиду конструктивных различий - подложка (может, еще и на металлической пластине) - или тонкий золотой волосок (к примеру, что видим в окне ИС с УФ-стиранием) от пина на кристалл. Да и что L2=10 нГн тоже маловероятно. Или у Вас есть секретные данные?

 

Насколько я помню, типичная идуктивность выводов составляет порядка 10 нГн. Конечно, она зависит от типа корпуса. Поискал гуглем, и вот, нашел на этом форуме сообщение, в котором приведенные цифры соответствуют моим представлениям:

 

... Есть шина данных 100МГц (двунаправленная). На этой шине в находятся в порядке следования DSP - FPGA1 - SDRAM - FPGA2. Топологически импеданс линии 70 Ом. Это так для справки. Линия согласована. Индуктивности/емкости выводов DSP - 3.6нГн/3пФ, SDRAM - 4нГн/4пФ, FPGA (PQFP208) - 14.5нГн/7пФ. ...

 

Чтобы не спорить на темы индуктивности выводов, вот результаты прогона последней схемы при L2=L3=1 нГн. Земля чипа, конечно, стала болтаться в 10 раз меньше, а в остальном поведение не особо-то изменилось.

 

Это напряжения без диодов

 

 

А это ток через идеальный диод, включенный параллельно С2

 

 

И, для полноты картины, все то же самое, но с резистором 100 Ом последовательно с контактом (т.е. просто R1 увеличен до 100 Ом)

 

 

[shining ninja 0]

на схеме выше, я правильно понимаю C1 и С2 равны 5 пикофарад?

Отсюда вопрос, почему именно такие номиналы выбрали?

[=AK= 14]

почему именно такие номиналы выбрали?

В сообщении #41 приведена цитата, в которой указаны паразитные параметры выводов. 5 пФ - это некое усредненное значение, для старых типов МК более характерна емкость около 7 пФ.

[shining ninja 0]

Всех с великим праздником, поздравляю.

 

=AK=

Спасибо.

 

Вот мне стало интересно, такая защита, приемлема на выносных кнопках (расстояние где-то метр) ?

[shining ninja 0]

Ребята не где не могу найти защиту для выносной кнопки, кто-то тут писал, что схема(которая выше на пару постов), может подойти для выносной кнопки - может кто нибудь пояснить - это так или нет?