Согласование уровней при передаче данных по SPI

[SergeiSX]

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.

[Реклама]

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

[Геннадий]

74LVC1T45 Вам поможет.

[Реклама]

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

[Yurkin2015]

14 часа назад, SergeiSX сказал:

Под рукой оказались транзисторы BC547

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

[Реклама]

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

[SergeiSX]

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!

[SergeiSX]

9 часов назад, Yurkin2015 сказал:

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

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 7 августа, 2018 пользователем SergeiSX

[J_Ohm]

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

[SergeiSX]

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.

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 ?