nedoPC.org

Community for electronics hobbyists, established in 2002
Last visit was: 31 Oct 2024 17:19
It is currently 31 Oct 2024 17:19



 [ 194 posts ]  Go to page Previous  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 13  Next
Проектирование троичных элементов (4) - пробуем CMOS-ключи 
Author Message
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
Shaos wrote:

Image


Вот ещё 2 примера:

Image

Image


02 Aug 2011 21:29 WWW
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
Shaos wrote:
Shaos wrote:
Помучал DG403 на макетке - у этого чипа (во всяком случае у данного производителя) выявились очень интересные "троичные" свойства! Напомню что DG403 имеет две идентичных, в каждой из которых есть два цифровых ключа - один нормально замкнут, а другой нормально разомкнут (что позволяет делать из них один переключатель). Питание V- и V+ идёт непосредственно на ключи, а питиание GND и Vl идёт исключительно на логику управления ключом. Так вот подцепив GND к V- (-4.4 В), а Vl к V+ (+4.4 В) - что есть 8.8 В от V- до V+ - и постепенно увеличивая напряжение на входе управления ключом от нуля и выше (точнее от V-), выяснилось следующее - нормально замкнутый ключ размыкается при напряжении управления около 1.4 В от GND, но нормально разомкнутый ключ замыкается только если напряжение управления достигает 3.6 В от GND (или -0.8 в пересчёте на двуполярное питание)! Т.е. между этими величинами существует окно, внутри которого ОБА ключа разомкнуты! Причём размер окна зависит от разброса напряжения управляющего логической частью - при 6 вольтах (-3.0 В ... +3.0 В) окно простирается примерно от 1.3 В до 2.5 В (т.е. верхняя граница лежит на -0.5 В в пересчёте на двуполярное питание), а при 4.4 вольтах (-2.2 В ... +2.2 В) окно расположено примерно от 1.2 В до 2.0 В (что есть верхняя граница -0.2 В в пересчёте на двуполярное питание). Как видно напрямую это использовать неудаётся, т.к. окно расположено ниже нулевой области, но мы можем сдвинуть напряжение управление вверх применив резисторный делитель напряжения на два! В этом случае окно перемещается в случае 8.8 В в область 2.8...7.2 (что в пересчёте на двуполярное питание будет составлять -1.6...+2.8). Резисторный делитель можно подкорректировать под конкретный чип, чтобы середина окна приходилась точно на ноль (середину диапазона питающих напряжений). В таком случае из одной микросхемы DG403 можно собрать два инвертора или два универсальных унарных троичных элемента, применив 6 резисторов (по 2 резистора на делитель и 1 резистор на подтягивание отключенного состояния - на каждую половинку). Т.е. никаких компараторов и даже диодов НЕНУЖНО! Также делитель можно заменить на подстроечный резистор, чтобы была возможность подстраивать режим работы конкретного чипа DG403 (если местоположение окна будет отличаться у разных производителей).


Вот собственно и схема, иллюстрирующая данный подход:

Image

Верхняя часть микросхемы подключена как универсальный троичный унарный элемент, а нижняя - тоже самое, но подключено как троичный инвертор.


Как оказалось, обнаруженное мной в прошлом году окно задокументировано в даташите на DG403 от Intersil - правда лишь в виде диаграммы:

Image

как видно при напряжении между Vl и GND больше 8 вольт пороги срабатывания ключей разбегаются - я пометил наш основной вариант (-5В...+5В или в сумме 10) красной линией (а также приписал номера ключей для верхнего порога)

P.S. правда экспериментально было установлено наличие окна даже при напряжении 4.4В (-2.2...+2.2), что отчасти подтверждается аналогичной диаграммой в даташите на DG403 от Vishay:

Image

А вот в даташите на DG403 от Maxim ничего подобного и близко нет, т.е. уже на лицо зависимость от конкретного производителя, что не есть хорошо...


09 Aug 2011 20:36 WWW
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
Shaos wrote:

Image


Сегодня попробовал это на макетке - оказалось, что DG403 и без конденсатора заряд держит какое-то время - положительный около 7 секунд (примерно соответствует 70 пФ, т.к. 100 пФ держит 10 секунд, 1000 пФ - 100 секунд), а отрицательный - пока всё ещё держится :)

P.S. А вообще цифры хорошие - 1 мФ получается будет держать положительный заряд больше суток, осталось выяснить что за чудеса творятся с отрицательным зарядом...


13 Aug 2011 18:59 WWW
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
Shaos wrote:

Сегодня попробовал это на макетке - оказалось, что DG403 и без конденсатора заряд держит какое-то время - положительный около 7 секунд (примерно соответствует 70 пФ, т.к. 100 пФ держит 10 секунд, 1000 пФ - 100 секунд), а отрицательный - пока всё ещё держится :)

P.S. А вообще цифры хорошие - 1 мФ получается будет держать положительный заряд больше суток, осталось выяснить что за чудеса творятся с отрицательным зарядом...


Вобщем не в отрицательности дело - оно со временем стремится не к нулю, как я надеялся поначалу, а к уровню, прицепленному ко второй слева ноге (т.е. вход N1) - в первом тесте там было -5В вот оно к нему и стремилось (от плюса), а из -5В соответственно никуда больше и не уходило. Из нуля оно также стремится к этому значению, правда занимает этот пробег несколько дольше - см.ниже (сначала цифра уход из противоположного уровня в ноль, а потом цифра выход из нуля к уровню на N1):
100 пФ -> 10 сек -> 2 мин 15 сек
1000 пФ -> 1 мин 36 сек -> 13 мин 15 сек
0.01 мкФ -> около 20 минут -> чуть больше 2 часов
по аналогии можно предположить, что
0.1 мкФ -> чуть больше 3 часов -> чуть больше 20 часов
1 мкФ -> чуть больше 30 часов -> чуть больше 8 дней

P.S. Попробовал без конденсатора - заряд сохраняется в ёмкости самого канала (или двух), которая судя по даташиту составляет 39 пФ:
в одну сторону -> 3 сек -> 50 сек (через один канал?)
в другую сторону -> 7 cек -> 1 мин (через два канала?)
но теперь оно не к N1 стремится, а к P1 - чудеса...


14 Aug 2011 11:00 WWW
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
Сегодня получил по почте генератор, способный генерить тестовые сигналы (синусоиду, трегульный или прямогуольный) с частотой до 2.4 МГц и сразу же проверил осциллографом буфер и инвертор собранные на тримуксе по нижеприведённой схеме:

Image

Выяснилось, что граничная частота уверенного срабатывания - 200 кГц, после которой сигнал "съезжает" (т.е. ключи физически не успевают срабатывать). Предположил, что это резисторы в 1 кОм, которые поставлены для защиты микросхем в случае ошибочной подачи разноимённых напряжений в одну и ту же точку, медленно заряжали ёмкость канала (которая 39 пФ). Убрал резисторы - граничная частота уверенной работы увеличилась до ожидаемого 1 МГц!
:-D

Image

Как можно видеть, при 1 МГц выход отстаёт на четверть периода или примерно на 250 нс (по видимому это задержка в двух каналах DG403 подключённых последовательно).


16 Aug 2011 20:19 WWW
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
Shaos wrote:
Надумал я тут объединить MUX и MEM в единый элемент, который может уже по праву называться "универсальный троичный логический элемент", т.к. для построения ЛЮБЫХ троичных автоматов НИЧЕГО больше и не потребуется :)

Суть в том, что между выходом мультиплексора и землёй ставиться конденсатор, например 0.1 мкФ - при условии, что дальше стоит другой CMOS-ключ мы имеем несколько тысяч мегаом входного сопротивления, что даст нам около часа времени сохранения напряжения на конденсаторе, если его вход будет подвешан в воздухе (например когда одна из трёх ног мультиплексора никуда не подключена и именно она выбрана - конденсатор будет хранить предыдущее значение).

В случае же эмулятора Logisim отключённое состояние можно сымитировать состоянием 11, ранее не использованным.

P.S. Попоробовал собрать в симуляторе гибрид MUX+MEM - тяжеловато получается - может тормозить и глючить...


По идее TRIMUX вполне может работать как MEM (правда всего несколько секунд ежели без конденсатора) - т.е. универсальный элемент уже имеется - так что наверное в логисиме придётся таки придумать такого гибрида...


17 Aug 2011 21:15 WWW
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
Получил партию новых плат:

Image

Могу для тестирования бесплатно выслать одну плату, если кто серъёзно интересуется...

P.S. Налетай - халява! ;)


04 Sep 2011 21:09 WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 14:09
Posts: 76
Location: 82.147.177.70
соблюдайте очередь товарищи!


07 Sep 2011 07:23
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
платы на раздачу:


You do not have the required permissions to view the files attached to this post.


10 Sep 2011 18:17 WWW
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
Shaos wrote:
граничная частота уверенной работы увеличилась до ожидаемого 1 МГц!
:-D


Сегодня попробовал TRIMUX с DG403 от MAXIM (они обычно дороже) - по частоте результаты ещё лучше!
Очертания инвертированного сиганал остаются чёткими вплоть до 2 МГц и далее съезжают :-o


14 Sep 2011 11:37 WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 14:09
Posts: 76
Location: 82.147.177.70
Ну наконец всё получил,всё собрал, всё работает.
Пока только частотку не могу проверить, нет подходящего
генератора.Завтра попробую ещё с окном поиграть.


22 Sep 2011 12:14
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
rvnick wrote:
Ну наконец всё получил,всё собрал, всё работает.
Пока только частотку не могу проверить, нет подходящего
генератора.Завтра попробую ещё с окном поиграть.


А фотки? ;)


22 Sep 2011 19:49 WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 14:09
Posts: 76
Location: 82.147.177.70
Можно и фото,только как здесь они прицепляются к сообщению?


23 Sep 2011 08:26
Admin
User avatar

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 23385
Location: Silicon Valley
rvnick wrote:
Можно и фото,только как здесь они прицепляются к сообщению?


Над окном ввода текста среди разных кнопочек есть кнопочка "Image Manager" - там внутри можно добавить фотку - только надо делать ее не больше 800 пикселов по максимальной стороне


23 Sep 2011 17:37 WWW
Fanat

Joined: 06 Nov 2013 14:09
Posts: 76
Location: 82.147.177.70
попробуем
Image


24 Sep 2011 01:22
 [ 194 posts ]  Go to page Previous  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 13  Next

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 0 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Designed by ST Software.