एक microcontroller के साथ 5V से ऊपर एक संकेत की आवृत्ति को मापने


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मैं एक आयत संकेत की आवृत्ति (300 हर्ट्ज तक) को मापना चाहता हूं, जो 0V और Vtop के बीच भिन्न होता है, जहां Vtop 5V और 15V के बीच कुछ भी होता है। क्योंकि मैं 5V से अधिक माइक्रोकंट्रोलर ( PIC16F1827 ) पर लागू नहीं कर सकता , मुझे किसी तरह वोल्टेज को सीमित करने की आवश्यकता है।

मेरा पहला विचार वोल्टेज विभक्त का उपयोग करना था। लेकिन तब 5V इनपुट सिग्नल कम होगा।

दूसरा दृष्टिकोण एक opamp ( TS914 ) का उपयोग कर रहा है । जब मैं इसे 5V पर पावर कर रहा हूं, तो आउटपुट 5V से अधिक नहीं होगा। मेरे पास पहले से ही इस डिजाइन में एक और वोल्टेज माप को फ़िल्टर करने के लिए है। लेकिन जब मैं डेटशीट में देखता हूं तो यह कहता है (अनुभाग में "अधिकतम रेटिंग"):

इनपुट और आउटपुट वोल्टेज का परिमाण कभी भी VCC + + 0.3V से अधिक नहीं होना चाहिए।

क्या मुझे एक और opamp जोड़ना चाहिए, जैसे LM324 ? डेटाशीट कहती है (इनपुट कॉमन-मोड वोल्ट रेंज (नोट 10)):

या तो इनपुट सिग्नल वोल्टेज के इनपुट कॉमन-मोड वोल्टेज को 0.3V (25˚C से अधिक) से नकारात्मक जाने की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए। आम-मोड वोल्टेज रेंज का ऊपरी छोर V + - 1.5V (25 )C पर) है, लेकिन या तो या दोनों इनपुट बिना नुकसान के + 32V (LM2902 के लिए + 26V), V + के परिमाण से स्वतंत्र हो सकते हैं।

तो LM324 क्षतिग्रस्त नहीं होगा, लेकिन क्या यह मेरे डिजाइन में काम करेगा (5V आयत संकेत का उत्पादन)?

अंतिम विचार मेरे पास था, जेनर डायोड का उपयोग कर रहा था। क्या यह काम करेगा?

इस समस्या को हल करने के लिए आप क्या करेंगे? क्या कोई अन्य अक्षमता है जिसके बारे में मैं नहीं सोचता?


1
@Curd ने जिस दस्तावेज़ का उल्लेख किया है - TI - Latchup, ESD और अन्य घटनाएं शानदार हैं और उन्हें अपने सर्किट डिजाइनरों के लिए पढ़ना आवश्यक है। हालांकि उस अनुभाग 3 जहां उन्होंने टिप्पणी का हवाला देते में वे बाहरी सुरक्षा डायोड और श्रृंखला इनपुट प्रतिरोधों, संदर्भ और विषय के बारे में बनाने टिप्पणी कर क्षणिक इलेक्ट्रोस्टैटिक निर्वहन है - उच्च वोल्टेज लेकिन अच्छी तरह से परिभाषित अधिकतम ऊर्जा, नहीं चल रहे संकेतों लागू किया बाहरी संकेत है। धारा 4 परजीवी ट्रांजिस्टर की चर्चा करती है जिसका मैं उल्लेख कर रहा हूं।
रसेल मैकमोहन

जवाबों:


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संक्षेप समाधान:

  • एक एकल ट्रांजिस्टर और 3 प्रतिरोधक 0V \ "5V या अधिक" सिग्नल लेंगे और 5V / 0V आउटपुट का उत्पादन करेंगे। उदाहरण अवरोधक मान के साथ, सिग्नल पर लोड 5V पर लगभग 80 यूए और 15 वी पर 250 यूए है। यदि वांछित है और यहां तक ​​कि यदि आवश्यक हो तो 8 यूए / 25 यूए कहने के लिए इसे कम किया जा सकता है। (नीचे दिए गए आरेख का बड़ा संस्करण)।

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  • एक 390 ओम अवरोधक और एक 4V7 जेनर वही करेगा जो आप चाहते हैं बशर्ते आप 25 mA इनपुट करंट लोड को सहन कर सकें।

  • एक ऑप amp का उपयोग थोड़ा बेहतर परिणाम देता है लेकिन एक ट्रांजिस्टर समाधान पूरी तरह से पर्याप्त होना चाहिए।

  • कभी-कभी आईसी के क्लैंपिंग / प्रोटेक्शन डायोड को सामान्य ऑपरेशन के दौरान करंट ले जाने की अनुमति दें। आप अपने उत्पाद के जीवन के सभी दिनों में अविश्वसनीयता और अप्रत्याशित और संभवतः अनुचित संचालन को आमंत्रित कर रहे हैं। सामान्य ऑपरेशन के दौरान ऐसा करना हमेशा डेटाशीट शर्तों का उल्लंघन करता है।

    • आप कुछ यूए या यूएए के कुछ 10 के साथ दूर हो जाते हैं और आप सोच सकते हैं कि आप यूए के 100 को ले जाने के लिए उनका उपयोग कर सकते हैं। हर वह एप्लिकेशन जो सामान्य ऑपरेशन में करंट के आधे से ज्यादा हिस्से को ले जाने के लिए प्रोटेक्शन डायोड का इस्तेमाल करता है, डेटा शीट स्पेक्स का उल्लंघन कर रहा है और मर्फी को लंच के लिए आमंत्रित कर रहा है।
      परिणाम अप्रत्याशित हैं।
      कोई पेशेवर डिजाइन ऐसा नहीं करेगा
      ऐप नोट जो इसे सुझाते हैं वे आमतौर पर अव्यवसायिक होते हैं।
      इस उत्तर के अंत में अनुभाग देखें।

एकल ट्रांजिस्टर समाधान:

इनपुट 5-15V के रूप में दिखाया गया है लेकिन 4V के ऊपर कुछ भी काम करेगा।
जब vin = 4V Vbase = R2 / (R1 + r2) x 4V = 0.6V।
यह उल्लेखनीय रूप से पर्याप्त है, लेकिन 5V पर आपके पास पर्याप्त ड्राइव से अधिक है।

दिखाए गए R1 और R2 मान सुझाव हैं।
यदि उचित R3 और उच्च बीटा ट्रांजिस्टर का उपयोग किया गया था, तो 100k और 560 k के मान का उपयोग किया जा सकता है।

आउटपुट इनपुट का विलोम है। जब विन ज्यादा होते हैं तो वाउट कम होता है।

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R3 10k या जो भी सूट हो सकता है।

सूट करने के लिए Q1। मैं BC337 या SMD समकक्ष (BC817?) का उपयोग करूंगा

यदि बहुत कम इनपुट करंट आर 1 चाहता है और आर 2 को कुछ देखभाल के साथ बहुत बढ़ाया जा सकता है। जैसे आर 1 = 1 मेगोहम के साथ, इनपुट करंट 15 यूए 15 वी पर और 5 यूए 5 वोल्ट पर होता है। यदि ट्रांजिस्टर Q1 का वर्तमान लाभ 100 (उदाहरण के लिए BC337-40 के लिए बहुत सुरक्षित) है, तो इकोलॉक्टर = 500 यूए के लिए 5 वी स्विंग आर 3> = 10 के लिए इतना 22k अप ठीक है।

प्रतिरोधक डिवाइडर के बारे में जानने के लिए एक अत्यंत मूल्यवान तथ्य !!!

थोड़ा सा सराहनीय तथ्य यह है कि दो प्रतिरोधक मानों के बीच का अनुपात एक मानक अवरोधक पैमाने पर अलग-अलग होता है, जो निरंतर होता है।
यह उस तरह से निहित है जिस तरह से पैमाने के मूल्यों को चुना जाता है।
E12 रोकनेवाला मान हैं

1
1.2
1.5
1.8
2.2
2.7
3.3
3.9
4.7
5.6
6.8
8.2
(10, 12, 15 ...)

12 मान और फिर श्रृंखला 10 गुना अधिक के पैमाने को दोहराती है।

तो - 56k और 10k मान जो मैंने R2 और R1 के लिए दिखाए हैं, 8 मान अलग-अलग हैं। अर्थात ऊपर दिए गए 1 मान से शुरू करें और 9 स्थानों को गिनें और आपको 5.6 में से
किन्हीं दो मानों के अलावा 9 का समान अनुपात (पैमाने के सहिष्णुता के भीतर) है और इसका उपयोग समकक्ष विभक्त बनाने के लिए किया जा सकता है।
जैसे 56k / 10k, 68k / 12k, 82k / 15k 100k / 18k आदि में से कोई भी।

एक जेनर डायोड + एक अवरोधक वह करेगा जो आप इनपुट सर्किट पर लोड स्वीकार्य है। यदि आप लोड को कम करना चाहते हैं तो एक opamp आधारित डिजाइन बेहतर होगा।

डेटाशीट के पृष्ठ 350 पर यह उच्च और निम्न इनपुट वोल्टेज स्तर देता है। कौन सा स्तर सूट निर्भर करता है कि आप किस इनपुट पिन का उपयोग कर रहे हैं, लेकिन सबसे सुरक्षित मान> = 0.8 x Vdd या Vdd = 5V, Vinhi> = 4V पर है।
डेटाशीट यह भी नोट करता है कि विन Vdd + 0.3V ABSOLUTE MAXIMUM (भले ही सही ढंग से काम न कर रहा हो) से अधिक नहीं होना चाहिए और व्यवहार में Vdd से अधिक कुछ भी जोखिम भरा होगा।


चेतावनी:

Vdd के लिए एक डायोड क्लैंप का उपयोग करने के लिए दही की सिफारिश सामान्य अभ्यास है, लेकिन सामान्य ऑपरेशन के दौरान निर्माता द्वारा अनजाने स्थानों में आईसी में वर्तमान को इंजेक्ट करेगा। परिणाम अलग-अलग होंगे और अप्रत्याशित होंगे। सिलिकॉन डायोड के बजाए शोट्की का उपयोग करने से यह कम जोखिम भरा होता है लेकिन फिर भी बीमार होने की सलाह दी जाती है और यह पूर्ण अधिकतम निर्माता की युक्ति का भी उल्लंघन करता है।


जेनर क्लैंप:

यह साधारण सर्किट पर्याप्त हो सकता है।

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यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि हर समय Vout आपकी कल्पना से मिलता है। बहुत से लोग एक xx वोल्ट ज़ेनर डायोड का उपयोग करते हैं और यह मानते हैं कि उन्हें XX वोल्ट मिलेगा। कम धाराओं पर यह अक्सर सच से बहुत दूर होता है। नीचे दिए गए वक्र विशिष्ट जेनर के लिए करंट के साथ जेनर वोल्टेज दिखाते हैं। ध्यान दें कि 4V7 ज़ेनर को 4V से ऊपर ड्राइव करने के लिए लगभग 1 mA करंट की आवश्यकता होती है। यदि हम 2 mA न्यूनतम के लिए डिज़ाइन करते हैं तो सब ठीक होना चाहिए। यह शायद एक अप्रत्याशित परिणाम पैदा करता है।
5 वी में। मैं = 2 एमए। Vzener अपेक्षित = 4V2।
आर = (5 वी - 4.2) / ०.००२ ए = ०. - / ०.००२ = ४०० ओम।
390 ओम = मानक E12 रोकनेवाला मान कहें।

15 V पर हमें उम्मीद है कि करंट (15-5) / 400 = 25 mA होगा।

25 mA आप की अनुमति से अधिक हो सकता है।

विन की एक निचली श्रेणी इमिन-इमैक्स रेंज को कम करने की अनुमति देती है और विन 5V से ऊपर कुछ वोल्ट भी बहुत मदद करेगा।

रेसिस्टर में पावर = V x I = (15-5) x 25 mA = 250 mW = 500 mW रेसिस्टर।

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जेनर वर्तमान वोल्टेज V02 x2.jpg घटता है

उदाहरण जेनर डेटशीट


संरक्षण के तरीके:

बहुत से लोग अनजान हैं या केवल "अधिकतम अधिकतम" रेटिंग्स और अनुशंसित परिचालन स्थितियों के बीच डेटाशीट भेद को अनदेखा करते हैं।

पूर्ण अधिकतम रेटिंग वे हैं जो डिवाइस को नुकसान के बिना जीवित रहने की गारंटी है। सही संचालन की गारंटी नहीं है।

पीआईसी संबंधित Vdd + 0.3V को एक अधिकतम अधिकतम रेटिंग के रूप में अपने पिन पर अनुमति देता है। इस स्थिति के दौरान ऑपरेशन की गारंटी नहीं है।

अधिकांश डेटा शीट स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करती हैं कि सामान्य ऑपरेशन के दौरान इनपुट वोल्टेज जमीन से Vdd सीमा से अधिक नहीं होनी चाहिए। यह डेटाशीट इसके कई सौ पृष्ठों में आरओ या नहीं हो सकती है। ऐसा करना अभी भी गलत है।

कई लोगों ने सोचा है कि सुरक्षा डायोड धाराओं के बारे में चिंताएं निराधार हैं। उनमें से केवल कुछ ने ही उस दिन को छेड़ा है, जो उन्होंने ऐसा सोचा था और अधिकांश शायद इसे रियू करने के लिए जी रहे हैं या नहीं :-)।

ध्यान दें कि (बुराई) Atmel आवेदन नोट यहाँ एक 1 megohm रोकनेवाला (AC साधन से जुड़ा हुआ है) और माइक्रोचिप ऐप नोट का उपयोग करता है - अंजीर 10-1 10-2 कम से कम कहने का अनुग्रह है "... वर्तमान के माध्यम से क्लैम्प डायोड को छोटे (माइक्रो amp रेंज में) रखा जाना चाहिए। यदि क्लैंपिंग डायोड के माध्यम से करंट बहुत बड़ा हो जाता है, तो आप भाग के लैचिंग को जोखिम में डालते हैं। " यूए के सैकड़ों एटम "माइक्रो इन रेंज" नहीं है।

लेकिन आपकी समस्याओं का कम से कम समाधान है। यदि आप भाग (एससीआर कार्रवाई आईसी सब्सट्रेट में धाराओं द्वारा ट्रिगर) को हटाते हैं, तो आईसी अक्सर एक धूम्रपान खंडहर में बदल जाता है और आपको पता चलता है कि संभवतः कुछ गलत हो सकता है।

शरीर डायोड धाराओं के साथ समस्या यह है कि जब आपको तत्काल धूम्रपान की बर्बादी नहीं मिलती है। क्या होता है कि आईसी को इनपुट पिन और सब्सट्रेट के बीच वर्तमान को स्वीकार करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था - आईसी पर परत की परत रखी गई है। जब आप विन> बढ़ाते हैं तो मौजूदा प्रभावी ढंग से आईसीवी से बाहर प्रवाहित होता है जो एक प्रेत परिक्रम में उचित होता है क्योंकि आईसीसी इससे अनजान है और यह कि डिज़ाइनर ने नहीं किया और आमतौर पर इसके लिए डिज़ाइन नहीं किया जा सकता है। एक बार जब आप छोटे पोटेंशियल होते हैं, तो सेट अप सामान्य रूप से कभी नहीं होता है और करंट आसन्न सर्किट मोड में वापस प्रवाहित हो सकता है, न कि काफी आसन्न नोड्स में या यहां तक ​​कि किसी स्थान पर कहीं दूर धाराएं कितनी बड़ी मात्रा में हैं और किस वोल्टेज की स्थापना की जाती है। इसका कारण dscribe करना और पिन डाउन करना कठिन है क्योंकि यह पूरी तरह से अनिर्दिष्ट है और अनिवार्य रूप से अवांछनीय है। एक प्रभाव फ्लोटिंग नोड्स में धाराओं को खारिज करना है जिसका कोई औपचारिक आउटपुट पथ नहीं है। FET के लिए फाटकों के रूप में कार्य कर सकते हैं - औपचारिक या आकस्मिक वाले, जो आपके सर्किट के अर्ध-आयामी भागों पर ट्यून करते हैं। कौन से हिस्से? कब? कितनी बार? कितना लंबा? कितना मुश्किल? उत्तर - कौन बता सकता है / कोई भी नहीं बता सकता है - इसका अनिर्दिष्ट एक अविवेक है।

प्रश्न: क्या वास्तव में ऐसा होता है? A: ओह हाँ! प्रश्न: क्या मैंने ऐसा होते देखा है? A: हाँ।

मैंने शुरू किया जो अब लोगों को इस बारे में जागरूक करने के लिए 1 + दशक का धर्मयुद्ध साबित हुआ है (भले ही मुझे इसके बारे में अच्छी तरह से अवगत होना चाहिए), बहुत बुरी तरह से काटे जाने के बाद।
मेरे पास एक अपेक्षाकृत सरल एस्किस सीरियल सर्किट था, जिसके कारण मुझे संघर्ष का कोई अंत नहीं मिला। प्रोसेसर ऑपरेशन आंतरायिक या अर्ध यादृच्छिक था। कोड कभी-कभी दोषपूर्ण होता है और अन्य समय में नहीं। कुछ भी स्थिर नहीं था। समस्या? शारीरिक डायोड चालन, निश्चित रूप से। मैंने एक उत्पाद से आपूर्ति किए गए एप्लिकेशन नोट से एक सरल सर्किट की प्रतिलिपि बनाई और हम चले गए।

यदि आप बिना किसी परवाह के ऐसा करते हैं तो यह आपको काटेगा।
यदि आप इसे देखभाल और बुद्धिमत्ता के साथ करते हैं और डिजाइन करते हैं तो यह आपको काट नहीं सकता है। लेकिन हो सकता है।
यह ओवरटेक करने के लिए चल रही ट्रैफ़िक में सेंटर लाइन पर खींचने के लिए एक समान है - देखभाल के साथ किया जाता है और अक्सर नहीं भी होता है और जो कुछ अच्छा मार्जिन हो सकता है उसे छोड़कर आप आमतौर पर मर नहीं जाएंगे। यदि आप करते हैं तो आप शायद आश्चर्यचकित नहीं होंगे :-)। तो यह शरीर डायोड चालन के साथ है। माइक्रोचिप्स की माइक्रोएम्प रेंज "ओके हो सकती है। Atmel का 1 मेग्हैम ऑफ मेन एक दुर्घटना है जो होने की प्रतीक्षा कर रही है। अपने आप को सूट करें।


रसेल, मुझे लगता है कि आपकी चिंताएं निराधार हैं। मैंने जो प्रस्तावित किया है वह केवल सामान्य अभ्यास नहीं है, यह निर्माता द्वारा उसके एक आवेदन पत्र में भी सुझाया गया है। मेरी पोस्ट में ऐड देखें।
दही

रसेल, कृपया कुछ पर्याप्त प्रकाशनों या स्वयं के प्रयोगात्मक डेटा द्वारा आपकी चेतावनियों को वापस करें जिन्हें पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है। अन्यथा आप सिर्फ गूढ़ता कर रहे हैं।
दही

1
@Curd - आपकी प्रतिक्रिया मेरे अपडेट के बाद 30+ मिनट थी, इसलिए मुझे लगता है कि आपने या तो इसे पढ़ा नहीं था, या इसे नहीं समझा, या इसे अनदेखा करने का चयन करें। जैसा कि मैंने कहा (1) मेरे पास ऐसा हुआ है (2) परिभाषा के अनुसार यह सकल मामलों में व्यापकता के साथ प्रजनन योग्य नहीं है। (3) आप इसे आसानी से स्वयं कर सकते हैं। मैंने अपने प्रयोगात्मक सेटअप को 'कला में कुशल एक' के लिए पर्याप्त रूप से वर्णित किया = async धारावाहिक में शरीर के डायोड के साथ clamps के रूप में अभिनय किया गया। परिणाम = तबाही। (४) Esotericism का एक महान शब्द BUT क्या आपने अनिर्दिष्ट और अविवेकी पहलू को समझा था और यह करने के लिए आप विशेष पत्रक का उल्लंघन करते हैं?
रसेल मैकमोहन

1
पहले मैं पाठ की इस दीवार को देखकर दंग रह गया था, लेकिन जब मैं इसके माध्यम से गया, तो मुझे आपका उत्तर पसंद आया। यहां तक ​​कि इसकी कुछ उपयोगी पृष्ठभूमि की जानकारी भी है। धन्यवाद!
पेटपल्सेन

1
+1 यह विशेष रूप से @Curd से खराब उत्तर के विपरीत शीर्ष पर बुलबुला करने की आवश्यकता है।
ओलिन लेट्रोप

5

बस एक ट्रांजिस्टर और प्रतिरोधों के एक जोड़े से बना एक पलटनेवाला का उपयोग करें। चूंकि आप आवृत्ति को माप रहे हैं, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि सिग्नल उलटा है या नहीं - आवृत्ति समान है। आप एक "डिजिटल ट्रांजिस्टर" का उपयोग कर सकते हैं जिसके अंदर प्रतिरोधक होते हैं या आप लगभग किसी भी नियमित ट्रांजिस्टर का उपयोग कर सकते हैं और (10K या तो) बेस रेसिस्टर को बाहर जोड़ सकते हैं (आधार और एमिटर के बीच एक अनिवार्य नहीं है, लेकिन आप इसे भी जोड़ सकते हैं) । मैंने एसी लाइन आवृत्ति को मापने के लिए वोल्टेज को 25Vtop से 5Vtop में बदलने के लिए इस सर्किट का उपयोग किया।

सिंगल ट्रांजिस्टर इन्वर्टर


5

सबसे आसान तरीका इनपुट सिग्नल को Vcc (+ 5V) से दबाना है:

Vcc के लिए दबाना

रोकनेवाला मान महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन यह बहुत छोटा नहीं होना चाहिए; शायद 10-100 kOhms की सीमा में।

यदि आप वास्तव में Vcc + 0.3V आवश्यकता के बारे में योग्य हैं, तो आपको एक Schottky डायोड का उपयोग करना चाहिए; लेकिन मुझे लगता है कि यदि आप एक साधारण 1N4148 का उपयोग करते हैं तो आपके wC को नुकसान नहीं होगा।

EDIT:
मेरी राय का समर्थन करने के लिए कि यह इस सर्किट का उपयोग करने के लिए पूरी तरह से बचा है (टिप्पणियों में वर्णित चिंताओं के विपरीत) इस विषय पर निम्नलिखित प्रकाशन देखें; मुख्य रूप से आईसी निर्माताओं से:

माइक्रोचिप:

अध्याय 8.pdf , टिप # 10, आंकड़े 10-1 और 10-2

कई निर्माता क्लैंपिंग डायोड का उपयोग करके अपने I / O पिन को अधिकतम स्वीकार्य वोल्टेज विनिर्देशन से अधिक होने से बचाते हैं। ये क्लैंपिंग डायोड पिन को VSS से नीचे डायोड ड्रॉप और VDD से ऊपर डायोड ड्रॉप से ​​अधिक रखते हैं। इनपुट की सुरक्षा के लिए क्लैम्पिंग डायोड का उपयोग करने के लिए, आपको अभी भी क्लैंपिंग डायोड के माध्यम से करंट को देखना होगा। क्लैंप डायोड के माध्यम से वर्तमान को छोटा (सूक्ष्म amp रेंज में) रखा जाना चाहिए। यदि क्लैम्पिंग डायोड के माध्यम से करंट बहुत बड़ा हो जाता है, तो आप भाग के लैचिंग को जोखिम में डाल देते हैं।

माइक्रोचिप-Fig10

Atmel:

doc2508.pdf , चित्र 1

डिवाइस को वीसीसी से ऊपर और जीएनडी से नीचे वोल्टेज से बचाने के लिए, एवीआर में आई / ओ पिंस पर आंतरिक क्लैंपिंग डायोड है (चित्र 1 देखें)। डायोड पिन से वीसीसी और जीएनडी से जुड़े होते हैं और एवीआर के ऑपरेटिंग वोल्टेज के भीतर सभी इनपुट सिग्नल रखते हैं (देखें छवि ure 2)। VCC + 0.5V से अधिक किसी भी वोल्टेज को VCC + 0.5V (डायोड के ऊपर वोल्टेज ड्रॉप) के लिए मजबूर किया जाएगा और GND - 0.5V से नीचे के किसी भी वोल्टेज को GND - 0.5V तक मजबूर किया जाएगा।
श्रृंखला में एक बड़ा अवरोधक जोड़कर, इन डायोड का उपयोग एवीआर के ऑपरेटिंग वोल्टेज V 0.5 वी के भीतर आयाम के साथ, एक उच्च वोल्टेज साइनस सिग्नल को कम वोल्टेज वर्ग तरंग सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है। इस प्रकार डायोड AVR के ऑपरेटिंग वोल्टेज के लिए उच्च वोल्टेज सिग्नल को क्लैंप करेगा।

Atmel-Fig1

टेक्सस उपकरण

slya014a.pdf "3.7 बाहरी सुरक्षा सर्किट", चित्र 13

आमतौर पर, इनपुट सर्किट के लिए एक उपयुक्त रोकनेवाला चुनने में कोई कठिनाई नहीं होती है। 1 kΩ से 10 kΩ तक के रेसिस्टर मूल्य आमतौर पर उपयुक्त होते हैं। व्यवहार में, यह आमतौर पर केवल अतिरिक्त मूल्य के बिना, एक उच्च-मूल्य अवरोधक का उपयोग करने के लिए पर्याप्त है।

TI-Fig13

और यहां तक ​​कि एनालॉग आईसी के लिए
एनालॉग डिवाइसेस का प्रस्ताव है

ईडीसी 11 ओवरवॉल्टेज और ईएम.पीएफडी

उन एम्पलीफायरों के लिए जहां ओवरवॉल्टेज दुरुपयोग और आउटपुट चरण उत्क्रमण दोनों के खिलाफ बाहरी सुरक्षा की आवश्यकता होती है, एक आम तकनीक श्रृंखला प्रतिरोध का उपयोग करना है, रु, वर्तमान की गलती को सीमित करने के लिए, और Schottky डायोड को आपूर्ति सिग्नल को दबाना है, जैसा कि दिखाया गया है। चित्र 11.7। बाह्य इनपुट श्रृंखला प्रतिरोध, रु।, एम्पलीफायर के निर्माता द्वारा प्रदान किया जाएगा, या उपयोगकर्ता द्वारा आनुभविक रूप से निर्धारित किया जाएगा, जो पहले चित्र 11.2 और Eq में दिखाया गया है। 11.1। अधिक बार नहीं, इस अवरोधक का मूल्य आउटपुट वोल्टेज चरण उलट के खिलाफ पर्याप्त सुरक्षा प्रदान करेगा, साथ ही साथ Schottky डायोड के माध्यम से गलती वर्तमान को सीमित करेगा।

AnalogDevices-Fig11.2

AnalogDevices-Fig11.7

कहावत

संवेदनशील एम्पलीफायर अनुप्रयोगों के लिए ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन (OVP)

अंगूठे का एक उद्योग नियम आरआईएलआईएमटी का चयन करना है ताकि आईसी इनपुट के माध्यम से 5mA से अधिक प्रवाह न हो।

MaximFig01

अंत में देखते हैं कि
हॉरोविट्ज़ / हिल "द आर्ट ऑफ़ इलेक्ट्रानिस" का इस विषय में क्या कहना है:

CMOS इनपुट जमीन और आपूर्ति वोल्टेज के बीच इनपुट वोल्टेज के लिए कोई करंट (...) नहीं खींचता है। आपूर्ति सीमा से परे वोल्टेज के लिए, इनपुट सकारात्मक आपूर्ति और जमीन पर क्लैंपिंग डायोड की एक जोड़ी की तरह दिखता है। इन डायोड के माध्यम से लगभग 10mA से अधिक गति की धाराएं हैं, यह सभी CMOS उपकरणों को SCR लूप में डालने के लिए ले जाती है (...; नए डिजाइन उच्च धाराओं का सामना करते हैं और इस बीमारी के लिए प्रतिरोधी या प्रतिरक्षात्मक होते हैं; उदाहरण के लिए HC और HCT; परिवारों को आपूर्ति की पटरियों से परे 1.5V को खराबी या क्षति के बिना चलाया जा सकता है)।

EDIT2:
मुझे लगता है कि रसेल के बारे में इतना चिंतित है कि लाच-अप प्रभाव क्या है, कि आधुनिक आईसीएस शुरुआती दिनों की तरह फिर से अधिक प्रतिरोधी हैं। हो सकता है कि वह किसी तरह अपने "1 + दशक के धर्मयुद्ध" की व्याख्या करता है।

EDIT3:
PIC16F1827 डेटाशीट ("30.0 इलेक्ट्रोनिक स्पेसिफिकेशन") कहती है कि क्लैम्प करंट इक के लिए अधिकतम अधिकतम रेटिंग 20mA है। यह वर्तमान है कि चिप को नुकसान होगा। ऐप नोट noteA रेंज में एक करंट प्रस्तावित करता है।

EDIT4
मुझे माइक्रोचिप द्वारा एक और ऐप नोट मिला जो पूरी तरह से "मिस्ड सिग्नल माइक्रोकंट्रोलर्स पर ईएसडी परजीवी डायोड का उपयोग करते हुए" इस मुद्दे को समर्पित है ।

कहते हैं कि ओवरवॉल्टेज (वीडीडी + 0.3 वी से अधिक) यदि पिनों पर लागू होता है तो एनालॉग इनपुट के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

पहला उपाय किसी भी ओवरवॉल्टेज को माइक्रोकंट्रोलर के I / O पिंस पर दिखाई देने से रोकना है। यह VDD और प्रत्येक पिन पर VSS से Schottky डायोड जोड़कर किया जा सकता है जो एक उच्च वोल्टेज देख सकता था। यह वोल्टेज को VDD + 0.3V से जकड़ेगा

... जैसा मैंने शुरू से सुझाव दिया था।

दस्तावेज़ यह भी स्पष्ट करता है कि यह सच नहीं है कि ओवरवॉल्टेज माइक्रोचिप कंट्रोलर इनपुट पर लागू होता है, जो सब्सट्रेट में धाराओं के अनुसार होता है (जैसा कि टिप्पणियों में दावा किया गया है)। यह केवल पर भी हो सकता है undervoltage (= Vss नीचे; देखने के पैरा "Undervoltage") जो इस प्रश्न के विषय नहीं है।

(सब्सट्रेट में वे धाराएँ ओवरवॉल्टेज और अंडरवोल्टेज में नहीं हो सकती हैं क्योंकि यह सब्सट्रेट के डोपिंग पर निर्भर करती है। यह या तो p- या n-doped है, दोनों एक ही समय में नहीं)


1
उपरोक्त का अर्थ "हमला" नहीं है। मैं सराहना करता हूं कि किसी के सुझावों की आलोचना करना अक्सर सुखद नहीं होता है। | आप अच्छी कंपनी में हैं :-) - कई लोग इस तरह का काम करते हैं और अभ्यास का डटकर विरोध करते हैं। तथ्य यह है कि यह डेटा शीट चश्मा का उल्लंघन करता है और इससे अज्ञात छिपी हुई समस्याएं हो सकती हैं। यह सप्ताह के दिनों या महीनों के दिनों में ठीक काम कर सकता है। और यह चल रही अज्ञात और अप्राप्य समस्याओं का कारण भी हो सकता है। यह "प्लेग की तरह टाला जाना चाहिए" होना चाहिए। | इस विशेष समस्या पर मानव जाति को शिक्षित करने के लिए मेरा एक जीवन लक्ष्य है :-) :-) :-)
रसेल मैकमोहन

1
@ रसेल मैकमोहन: आपकी संदेहपूर्ण राय के लिए धन्यवाद, लेकिन मैं इसे और अधिक सराहना करूंगा यदि आप कुछ पर्याप्त औचित्य प्रदान कर सकते हैं (उदाहरण के लिए प्रकाशनों से संबंधित लिंक या स्वयं के प्रयोगों को पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है)।
दही

2
@ कर्ड: रसेल सही है। आपका सर्किट संभवतः अधिकांश समय काम करेगा, लेकिन यह एक अच्छा विचार नहीं है। बहुत कम से कम, इस मुद्दे को इंगित किए बिना इसकी सिफारिश नहीं की जानी चाहिए। एक साधारण फिक्स वोल्टेज विभक्त के साथ अपने आउटपुट का पालन करना होगा जो 5.7V को 5.0V तक लाता है।
ओलिन लेट्रोप

1
@ ओलिन और रसेल: आपने जो कुछ भी कह रहे हैं, उसे कोई उचित औचित्य प्रदान नहीं किया - अकेले ही बताएं कि निर्माताओं (जैसे मिर्कोचिप, एटमेल) ने अपने ऐप नोटों में वही सुझाया है जो मैंने प्रस्तावित किया था। बहस जारी रखने से पहले कृपया उन्हें पढ़ें।
दही

1
मैंने ऐप नोटों में सभी तरह के खराब डिज़ाइन देखे हैं। वास्तविक ऐनक की जाँच करें, जो डेटाशीट में हैं। ऑपरेशन के दौरान अधिकतम पिन वोल्टेज को देखें, और आप देखेंगे कि वीडी के ऊपर एक डायोड ड्रॉप बहुत अधिक है। मैंने व्यक्तिगत रूप से एक डायोड क्लैंप से समस्याओं को देखा है जैसे आप दिखाते हैं। मुझे सटीक पीआईसी याद नहीं है, लेकिन ए / डी रीडिंग गड़बड़ हो गई जब वर्तमान में दूसरे पिन के उच्च पक्ष संरक्षण डायोड के माध्यम से चला गया। यह सामान असली है।
ओलिन लेट्रोप

1

बस 5V पर कम से कम 3x लाभ के साथ एक विभक्त और एक अकशेरुकी प्रवर्धक का उपयोग करें।

तो, 5V पर आपके पास फिर से 5V आउटपुट होगा, और 15V पर भी ऐसा ही होगा क्योंकि यह संतृप्त होगा। शायद रेल-टू-रेल समाधान का उपयोग करना बेहतर है, लेकिन यदि आप किनारों का पता लगाना चाहते हैं तो यह पूरी तरह से आवश्यक नहीं है।


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आप कुछ ऑफ-द-शेल्फ पर विचार करना चाहते हैं, जैसे RS232 ट्रांसीवर या रिसीवर। अधिकांश 25V तक संभालेंगे (चूंकि RS232 कल्पना +/- 25V अधिकतम है) और कुछ उच्चतर वोल्टेज भी हैं, साथ ही आप अपने सर्किट को ग्राउंड-लूप और अन्य खराब विद्युत मुद्दों से बचाने के लिए 100% अलगाव के साथ प्राप्त कर सकते हैं।

यद्यपि RS232 को +/- वोल्टेज माना जाता है, अधिकांश आधुनिक RS232 चिप्स नकारात्मक संकेत के लिए जमीन से थोड़ा ऊपर जमीन पर विचार करते हैं, इस प्रकार आपके इनपुट को उनके साथ काम करना चाहिए। यह RS232 चिप्स पर काम करना चाहिए कारण यह है कि बहुत सारे bastardized RS232 आउटपुट आउटपुट +/- नहीं करते हैं, लेकिन इसके बजाय पॉजिटिव सिग्नल या ग्राउंड हैं, इस प्रकार आधुनिक RS232 चिप्स को उन प्रकार के सिग्नल के साथ काम करना चाहिए। दहलीज के लिए प्रत्येक डेटाशीट की जाँच करें।

तर्क-स्तर के संकेत जो आप बाहर निकलते हैं, उलटे होंगे, लेकिन यह चिंता का विषय नहीं होना चाहिए क्योंकि आप आवृत्ति को माप रहे हैं।

+/- ५० वी पृथक, ३.० वी से ५.५ वी, २५० केबीपीएस, २ टीएक्स / २ आरएक्स, आरएस -२३२ ट्रांसीवर: http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/3368

विभिन्न अन्य RS232 चिप्स: http://www.maxim-ic.com/products/protection/esd/rs232.cfm


जब तक आप पहले से ही सर्किट में एक अप्रयुक्त RS232 ट्रांसीवर मिल गया है, यह बहुत प्रभावी लागत नहीं है। उच्च-वोल्टेज इनपुट सिलिकॉन का एक छोटा सा हिस्सा है जिसे आप खरीद रहे हैं। पेंटियम 100 का उत्तर एक समतुल्य सर्किट का वर्णन करता है जो कि बहुत सस्ता और छोटा है।
केविन वर्मर

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आप बॉडी डायोड या क्लैम्पिंग डायोड वाले विशेष मुद्दों वाले लोग शायद आईसी के करीब बिजली आपूर्ति में एक बड़ा पर्याप्त संधारित्र नहीं थे।

डायोड करंट + आपूर्ति को झटका दे रहा है। यदि इसे अवशोषित करने के लिए एक बड़ा पर्याप्त संधारित्र नहीं है तो यह समस्या पैदा करेगा। यह सिर्फ आपूर्ति रेल को नुकीला बनाना है। Becuase आप एक rediulously छोटे संधारित्र (0.1uF?) का उपयोग कर रहे हैं

इसका सिलिकॉन के अंदर किसी भी रहस्य से कोई लेना-देना नहीं है।

बस सुनिश्चित करें कि आपके पास चिप के पास एक सभ्य (10uF) कैप है, इस पर निर्भर करता है कि आप शरीर के डायोड / एस के माध्यम से कितना करंट लगा रहे हैं।

10mA ठीक है। यह एक डायोड है।

मैं बाहरी सुरक्षा डायोड का उपयोग नहीं करता। मैं 2k7 प्रतिरोधों का उपयोग करता हूं। आप 5 वोल्ट वाले हिस्से के इनपुट में 12 वोल्ट कनेक्ट कर सकते हैं, कोई समस्या नहीं है। कोई चिंता नहीं। यह समझने की कोशिश करें कि वास्तव में क्या हो रहा है इससे पहले कि आप फ्लोटिंग फ़ेट्स के बारे में बात करना शुरू करें और परी भूमि में धाराओं को इंजेक्ट करें।

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