Перейти к содержанию

Согласование уровней при передаче данных по SPI


Рекомендуемые сообщения

Здравствуйте! Радиоэлектронной схемотехникой занимаюсь нечасто и вот столкнулся с задачей согласовать уровни напряжения для данных, поступающих от флэш-памяти с питанием 1.4 В по интерфейсу SPI в плату Ардуино где требуется уровень TTL. Под рукой оказались транзисторы BC547 и резисторы любых практически номиналов. И вот решил реализовать транзисторный ключ, для начала простейший. Но немного разобравшись с теорей работы биполярного транзистора в ключевом режиме столкнулся с тем что времена задержки включения, формирования фронта, рассасывания избыточного заряда и формирования спада слишком большие для частоты даже в 1 МГц, которая мне нужна для работы сопряжения памяти и Ардуино. Желательно вообще использовать частоту 4 МГц. но пока я обе этом не думаю. Для начала хочется разработать схему для 1 МГц. Основным препятствием является время рассасывания заряда базы которое очень большое при формировании спада напряжения. В принципе проблему может помочь решить обратная связь с диодом Шоттки, но такового сейчас нет под рукой. И я подсмотрел одну идею из схемотехники ТТЛ. Цепочку нелинейной коррекции. Схему привожу во вложении. При реализации и расчете данной схемы возник ряд проблем. Во - первых я решил для начала собрать на макетной плате простейший ключ без транзистора Q2 резисторов R3 и R4. Подал на него с Ардуино Нано по SPI тактовую частоту 250 кГц и выяснил что тщательно проведенный расчет времен: задержки, формирования фронта, рассасывания заряда в базе и спада совершенно не соответствует тому что я вижу на осциллографе. При этом я проверил коэффициент передачи тока транзистора тестером. Прочие параметры (емкости коллектора и эмиттера и т. д.) взял иp даташита. В принципе для простейшего ключа расчет должен соответствовать реальной картине или только очень очень приблизительно? Я попытался варьировать номиналами R1 и R2  и убедился что время рассасывания разряда почти что не меняется( Означает ли это что данный тип транзистора в принципе нельзя применять в ключевом режиме на частотах выше 250 кГц ( и даже на 250 кГц) или я просто ошибся ? И может ли помочь схема нелинейной коррекции при надлежащем выборе параметров элементов ? Буду рад любой информации и готов объяснить как я вел расчет и даже по каким книгам.

Схема.png

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

13 часа назад, Геннадий сказал:

74LVC1T45 Вам поможет.

Огромное спасибо! Обязательно воспользуюсь. Просто уж очень хочется разобраться почему классический ключ на транзисторе не работает. Уже довольно глубоко влез в проблему) Но Вы очень нужную информацию дали! В боевом изделии обязательно используем микросхему!

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

9 часов назад, Yurkin2015 сказал:

Используйте схему с общей базой, будет работать на 4МГц.

1.4V to 5V level shifter.png

Спасибо ! Вы знаете, смущает одна вещь. Я посчитал токи коллектора и базы при коэффициенте передачи по току 370 моего транзистора. Есть ощущение что при нулевом уровне на входе транзистор войдет в насыщение. А из насыщения он будет выходить как раз с большими задержками. Я попробую завтра на монтажке собрать. Но боюсь что будут задержки.

Изменено пользователем SergeiSX
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

А почему нельзя поставить параллельно R1 конденсатор в несколько единиц./десятков пФ? И это не единственное, что можно сделать со входной цепью.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

11 час назад, J_Ohm сказал:

А почему нельзя поставить параллельно R1 конденсатор в несколько единиц./десятков пФ? И это не единственное, что можно сделать со входной цепью.

Форсирующий конденсатор конечно может помочь как я читал, но у меня импульсы идут не с постоянной частотой - это выход данных а не тактов. Диод Шоттки в параллель коллекторному переходу тоже поможет но его просто нет сейчас. Вот и пытался решить проблему тем что было под рукой

В ‎07‎.‎08‎.‎2018 в 13:34, Yurkin2015 сказал:

Используйте схему с общей базой, будет работать на 4МГц.

1.4V to 5V level shifter.png

Еще раз спасибо ВАм! Схема вполне себе работает. У меня правда конденсатор сейчас 40 нФ. На 1 МГц работает лишь небольшая задержка по спаду. Хотелось бы более детально понять принцип работы. Если я правильно понимаю тут все же есть насыщение, но засчет конденсатора ток рассасывания заряда достаточно большой ?

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
  • Сообщения

    • Все предложенные к рассмотрению источники питания работают примерно по одному принципу: сетевое напряжение выпрямляется, фильтруется (получаем чуть больше 300 вольт постоянного), затем преобразуется снова в переменное, но уже на частотах в несколько десятков килогерц, понижается на трансформаторе и снова выпрямляется. За счёт высокой частоты преобразования используется трансформатор на ферритовом, а не на стальном, сердечнике, гораздо меньших габаритов и стоимости. Минусы: значительное усложнение схемы блока и вероятность возникновения различных помех от него. Модули управления (кроме первого) также являются импульными преобразователями, с теми же достоинствами и недостатками. Если нужно по быстрому собрать некое подобие ЛБП, то уж лучше брать модуль вроде этого. Ну и блок питания к нему соответствующий. Но не очень понятно, какой практический опыт можно получить от соединения готовых модулей парой проводов.  
    • У меня больше всего вопросов вызвала необычная схема обеспечения отрицательного питания. Автор этой обстоятельной заметки пишет: For this supply to work correctly, the transformer must have a secondary voltage of at least 18V RMS.  Почему? Что будет не так с отрицательным питанием, если напряжение на трансформаторе будет меньше 18В?   https://tinyurl.com/23mlwxtt - я в простейшей эмуляции ставлю 12В пикового напряжения для трансформатора и на стабилитроне все как положено: -5.6В.
    • Согласен, очень криво объяснил. Это работа трёх вольтовой линии, просто на диод шотки сдвоенный, на один анод приходит сигнал напрямую с трансформатора, а на второй через дроссель. Вольт/деление 5 вольт в клетке, тайминг по моему 10 МС. Третья фотография это сигнал на катодах уровень земли ровно по центру экрана. Но все линии по итогу в порядке 3.3 в, 5, в, 12 в и -12 в. Нагрузить все линии не могу сразу ,так как тут же выгорают транзисторы (имеется нагрузка 250 ватт по 10 ампер на каждую линию за исключением-12в), поэтому нагружаю 3.3 вольтовую линию на 10 ампер,  подключаю переменный резистор 50 ватт на 15 ом на 5 вольтовую линию и постепенно довожу до той той картины с перекосом (это гдето  50 ватт общее). По поводу микросхемы, вверху имеется скрин где между импульсами проскакивает мини импульс, если так можно сказать, он проскакивает и на одной  и на второй ноге (7,8). Микросхема не tl 494, а lw4933/abx942.1/c9421646. Далее они приходят на базы транзисторов 945g  коллекторы этих транзисторов соединены с  выводами трансформатора. Просто схема типовая, легче мне кажется просто привести фото самого блока, для тех кто разбирается будет гораздо информативне.  Диод шотки по 12 вольтовой линии был подгоревший, заменил на донора. Приводить скрины не буду что бы не захламлять тему. В итоге, пока все так же, при достижении определенной нагрузки суммарно где-то 50 ватт, появляется этот "выброс и перекос". По этому имеются мысли на два варианта, это микросхема , этот мини импульс между периодами, на низкой нагрузке особо не влияет, но при достижении определенной приводит с самовозбуждению входной цепи и непроизвольному открытию транзистора нижнего плеча. Либо дело в "горячей части", плавающий дефект в обвязке силовых ключей.  Спасибо за ответ.
    • @Gomerchik а вы контролировали как меняется уровень сигнала на А1 ардуины?
    • Спасибо за совет. Автором данного проекта я не являюсь, мне нужно было воссоздать уличный датчик для метеостанции взамен пропавшего(( Из разного найденного в интернете этот проект работает с моей станцией Орегон (спасибо автору). В понедельник попробую последовать Вашему совету. Но все равно куча непоняток  как блин это работает)) Если дело в неправильной отправки команды, то как на это влияет подключение датчика температуры? Если совсем не подключать таймер, то передача идет один раз (как и прописано в программе), станция принимает и отображает, но минут через сколько-то естественно станция уже ни чего не показывает, но с таймером питание полностью не пропадает с ардуинки, но передача сигнала каким-то образом работает по таймеру.  В моем понимании данная команда подается один раз потому, что таймер должен отключать питание МК после передачи сигнала и каждые 43 сек снова подавать питание (так того требует станция).  Ардуино передает показания температуры отключается полностью и 43 секунды мк не работает.  Сейчас у меня питание пока сделано на подпитке от солнечной батареи, но пару пасмурных дней и аккумулятор съедается до отключения(
    • thickman Так и сделаю. Вытащу из бу БП.  Буду знать, как отличить. Благодарю. Заменил транзисторы на IRFB20N50K. Картина стала, совсем другой.  Похоже трудность не в драйвере, на момент подвозбуда, переходные процессы, в нем, завершены. Увеличил затворные резисторы до 50ом, стало немного лучше.  Не понятно, почему верхний ключ греется несколько сильнее. Возможно, стоит посмотреть ток в коллекторе.  Снабберные емкости временно удалил, изменений не произошло.  Замена ТГР на другой, на кольце MSTN-16A-TH, так же, результата не принесла.   irfb20n50k.pdf
×
×
  • Создать...