Skocz do zawartości

Zrozumienie budowy płytki konwersji logicznej napięć


DCH

Pomocna odpowiedź

Cześć,

Może mi ktoś wytłumaczyć budowę konwertera poziomów logicznych z załączonego diagramu? Wydaje mi się, że wiem i rozumiem jak działa tranzystor mosfet (a może kompletnie nie i dla tego temat jest dla mnie taki trudny?). Nie mniej jednak nie mogę zrozumieć:

a)      Czemu na diagramie nie ma wskazanej masy?

b)      Czemu na diagramie / w budowie konwertera / są dwa źródła napięcia po każdej ze stron? Tzn. mamy np. 3,3V zasilania oraz sygnał „HIGH” z Arduino o zbliżonej wielkości.

c)       Jak to się dzieje, że podanie sygnału HIGH powoduje pojawienie się po drugiej stronie konwertera analogicznego sygnału, ale 5V?

d)      A co się dzieje gdy na wejściu pojawia się sygnał LOW? I co pojawia się po drugiej stronie konwertera?

image.thumb.png.edf3f7d751eff712764c8a9c3a53dce7.png

 

PS. zdjęcie z filmu https://www.youtube.com/watch?v=Mp18svgDbks&list=PLiAWYw_2UGMCoYXS7CF6D2ox1j2GfkPQ9&index=11

Edytowano przez DCH
Link do komentarza
Share on other sites

Najpierw trochę inny obrazek, różniący się jednym szczegółem:

526842ae757b7f1b128b456f.thumb.png.dfbdb0cedb60cb5566c4b4a37698e2d7.png

Oznaczenia:

      LV - niższe napięcie, np. 3,3V

      HV - wyższe napięcie, np. 5V

Konwersja może odbywać się w dowolną stronę - rozpatrzymy to po kolei:

1. z lewa na prawo

LV1 stan LOW - na oporniku R3 pojawia się napięcie wystarczające do wysterowania tranzystora (napięcie źródło-bramka), który zaczyna przewodzić i zwiera LV1 z HV1 - stan LOW przechodzi z LV1 na HV1.

LV1 stan HIGH - tranzystor nie jest wysterowany, posiada bardzo dużą oporność ("rozwarcie") i wtedy R4 podciąga HV1 do napięcia HV - a więc stan HIGH (ten o wyższym napięciu).

2. z prawa na lewo

HV1 stan HIGH - ponieważ do LV1 jest podłączone wejście jakiegoś układu, które praktycznie nie pobiera prądu na oporniku R3 nie ma spadku napięcia, tranzystor jest zatkany, a więc opornik R3 podciąga te wejście do stanu HIGH (tego o niższym napięciu).

HV1 stan LOW - przez diodę pasożytniczą w tranzystorze oraz opornik R3 zaczyna płynąć prąd, spadek napięcia na R3 powoduje wysterowanie tranzystora, tranzystor zaczyna przewodzić i stan LOW "przechodzi" z HV1 na LV1.

1 godzinę temu, DCH napisał:

Czemu na diagramie nie ma wskazanej masy?

Masa oczywiście musi być (wspólna dla obu napięć), a nie jest narysowana bo nic nie wnosi - żaden narysowany element nie jest z nią połączony.

1 godzinę temu, DCH napisał:

Czemu na diagramie / w budowie konwertera / są dwa źródła napięcia po każdej ze stron?

Każda strona ma tylko jedno napięcie zasilania - wyznacza ono poziom stanu wysokiego dla każdej ze stron.

Link do komentarza
Share on other sites

Niby tak, ale mechanizmu przechodzenia stanu LOW z prawej strony na lewą stronę  nie wyjaśnia.

Jeśli @DCH pyta znając ten film, to znaczy że film jest dla niego niewystarczający.

Link do komentarza
Share on other sites

Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

3 godziny temu, jand napisał:

Niby tak, ale mechanizmu przechodzenia stanu LOW z prawej strony na lewą stronę  nie wyjaśnia.

Jeśli @DCH pyta znając ten film, to znaczy że film jest dla niego niewystarczający.

@jand masz 100% racji. Nie pytałbym gdybym nie potrzebował wyjaśnienia. Dochodzę do wniosku, że mam elementarne braki w wiedzy tylko nie umiem ich nazwać. I to właśnie przez te braki nie rozumiem.

Opiszę jak zinterpretowałem Twoją wypowiedź i co dziś się jeszcze dowiedziałem z innych źródeł. Uzupełnij proszę moje braki i wskaż herezje, które wypisuję.

I wielkie dzięki za cierpliwość i pomoc!

3 godziny temu, jand napisał:

Najpierw trochę inny obrazek, różniący się jednym szczegółem:

526842ae757b7f1b128b456f.thumb.png.dfbdb0cedb60cb5566c4b4a37698e2d7.png

Oznaczenia:

      LV - niższe napięcie, np. 3,3V

      HV - wyższe napięcie, np. 5V

Konwersja może odbywać się w dowolną stronę - rozpatrzymy to po kolei:

1. z lewa na prawo

I tak. Mamy do tranzystor Mosfet typu N. czyli taki co zaczyna przewodzić prąd pomiędzy Drenem i Źródłem gdy na Bramkę zostanie podane dodatnie napięcie. Maksymalny prąd jaki może wtedy przepływać zależy od wysokości napięcia na bramce. Dokładnie zwiększanie napięcia na Bazie do poziomu napięcia progowego powoduje „jakiś” (patrz dokumentacja) wzrost przepływającego prądu pomiędzy Drenem a Źródłem. Osiągnięcie poziomu progowego powoduje, że sam tranzystor nie ogranicza ilości przepływającego prądu – ta zależy od odbiorników po stronie Drenu (trzeba oczywiście pamiętać o wartościach progowych tranzystora).

Wracając do naszego rysunku. Na LV (czyli np. pin power 3,3V w Arduino) mamy podane 3,3V. Napięcie to trafia do Bramki (zielone przejście bez rezystora pomiędzy LV i wyjściem z tranzystora przy napisie Q1). I tutaj pojawia mi się niezrozumienie z tym co napisałeś. Bo idąc moim tokiem myślenia wydawałoby mi się, że tranzystor powinien być cały czas w trybie przewodzenia. A ja nie wspomniałem jeszcze o LV1.

Idąc dalej – stan z lewa na prawo. Na LV1 pojawia się stan LOW. Czyli dajmy na to, że na LV1 zostaje podane napięcie 1V. Napisałeś:

3 godziny temu, jand napisał:

LV1 stan LOW - na oporniku R3 pojawia się napięcie wystarczające do wysterowania tranzystora (napięcie źródło-bramka), który zaczyna przewodzić

I to mi się kłuci, z tym, co napisałem powyżej. Chyba, że w miejscu LV na diagramie wcale nie ma podanego 3,3V? (w takim wypadku, po co na płytce oddzielnie podpinamy LV z pinu 3,3V a oddzielnie LV1…LVn z pinów sterowania?).

3 godziny temu, jand napisał:

i zwiera LV1 z HV1 - stan LOW przechodzi z LV1 na HV1.

Ja to rozumiem tak: Tranzystor jest w stanie przewodzenia, więc z Źródła (strona lewa, LV1) do Drenu (strona prawa, HV1) przepływa napięcie 1V (stan LOW). W tym wypadku stan LOW nie jest w żaden sposób „wzmacniany”, bo nie ma takiej potrzeby (jesteśmy w widełkach stanu niskiego).

Tylko, że przypadkiem nie mamy podanego napięcia 5V na HV? I czemu układ widzi to, jako LOW a nie HIGH skoro mamy też podane 5V?

3 godziny temu, jand napisał:

LV1 stan HIGH - tranzystor nie jest wysterowany, posiada bardzo dużą oporność ("rozwarcie")

Idąc dalej – „LV1 stan HIGH”. Czyli na LV1 pojawia się np. 3V. Który parametr tranzystora Mosfet mówi o tym, że podanie napięcia powyżej jakiegoś progu go wyłącza (rozwiera)? Bo mi się wydawało, że wręcz przeciwnie – aby wystąpiło rozwarcie potrzebujemy zaprzestać podawania napięcia na Bramkę.

3 godziny temu, jand napisał:

i wtedy R4 podciąga HV1 do napięcia HV - a więc stan HIGH (ten o wyższym napięciu).

Tu bym prosił o łopatologiczne wyjaśnienie w jaki sposób następuje to podciągięcie

3 godziny temu, jand napisał:

2. z prawa na lewo

ten kierunek na razie odkładam na bok bo pewnie wyjaśnienie lewo -> prawo odpowie na wiele wątpliwości. 

3 godziny temu, jand napisał:

Każda strona ma tylko jedno napięcie zasilania - wyznacza ono poziom stanu wysokiego dla każdej ze stron.

Jak napisałem wyżej - patrząc na to jak podłączane są konwertery (w rzeczywistych układach) to dla mnie cały czas wygląda to jakby po obu stronach były dwa źródła napięcia. Po lewej stronie jedno podłączane do LV (3,3V) a drugie do LV1 (przykładowy 1V dla LOW i 3V dla HIGH). 

Link do komentarza
Share on other sites

7 godzin temu, DCH napisał:

Bo idąc moim tokiem myślenia wydawałoby mi się, że tranzystor powinien być cały czas w trybie przewodzenia. A ja nie wspomniałem jeszcze o LV1.

Czy tranzystor jest w stanie przewodzenia nie zależy od potencjału na bramce tylko od napięcia pomiędzy bramką a źródłem. A więc nie można pomijać tego, co jest na LV1.

7 godzin temu, DCH napisał:

I to mi się kłóci, z tym, co napisałem powyżej.

Czemu? Na bramce mamy 3,3V, na źródle niech będzie 0,3V - różnica wynosi 3V - tranzystor przewodzi.

7 godzin temu, DCH napisał:

I czemu układ widzi to, jako LOW a nie HIGH skoro mamy też podane 5V?

Bo jest duża różnica oporności obu ścieżek. Do HV mamy opornik 10k, a do LV1 pewnie parę omów. W tym "przeciąganiu liny" zwycięzcą jest LV1.

7 godzin temu, DCH napisał:

Idąc dalej – „LV1 stan HIGH”. Czyli na LV1 pojawia się np. 3V.

I znów podobnie - nie rozpatrujemy tylko samego potencjału bramki, a napięcie bramka-źródło. w tym wypadku na LV1 mamy 3V, na bramce 3,3V, różnica wynosi tylko 0,3V, a więc tranzystor nie przewodzi.

7 godzin temu, DCH napisał:

Bo mi się wydawało, że wręcz przeciwnie – aby wystąpiło rozwarcie potrzebujemy zaprzestać podawania napięcia na Bramkę.

Nie rozpatruj samej tylko bramki, tylko napięcie pomiędzy bramką a źródłem.

8 godzin temu, DCH napisał:

Tu bym prosił o łopatologiczne wyjaśnienie w jaki sposób następuje to podciągięcie

Narysuj sobie ten rysunek bez tranzystora (ma tak wielką oporność, że stanowi rozwarcie, czyli go nie ma). Wtedy po prawej stronie pozostaje sam R4 jednym końcem połączony z HV, drugim z HV1. Wejście odbiornika podłączonego do HV1 nie pobiera prądu, a więc na R4 nie ma spadku napięcia, a więc na HV1 jest napięcie  HV.

8 godzin temu, DCH napisał:

Po lewej stronie jedno podłączane do LV (3,3V) a drugie do LV1 (przykładowy 1V dla LOW i 3V dla HIGH). 

Należy odróżnić napięcie zasilania, które przez cały czas jest stałe (LV) od  napięcia sygnału, które jest zmienne - raz HIGH, raz LOW. Tak więc po każdej stronie mamy jedno napięcie zasilania i jedno napięcie sygnału. 

 

Link do komentarza
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Anonim
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.

×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.