¿Cómo funcionan las resistencias limitadoras actuales entre los IC?

Muchas entradas digitales ya tienen alta impedancia, por lo que solo se consumirán en el micro - > Los miliamperios van desde una conexión directa entre la salida de un dispositivo digital (por ejemplo, un microcontrolador) y la entrada de otro dispositivo. Algunos dispositivos, como las entradas antiguas de transistores (no el estilo CMOS), consumirán muchas veces más corriente para realizar el mismo trabajo. De cualquier manera, en general, las conexiones entre circuitos integrados (IC) (a menos que sean algún tipo de salida / entrada especial con baja impedancia de entrada) no necesitan resistencias en serie.

Compruebe siempre las hojas de datos para la entrada de corriente típica. Si está diseñando un dispositivo robusto y duradero que puede ser utilizado por "tontos", entonces es una buena idea colocar resistencias en serie limitantes en todas las salidas digitales, excepto las líneas de comunicaciones de alta velocidad que deberían estar razonablemente aisladas de los tontos.

Las entradas digitales son por naturaleza de alta impedancia, por lo que, aparte de sobre / voltaje negativo, no tiene que protegerlas demasiado. La protección necesaria para estos se puede realizar con diodos de sujeción externos y / o resistencias de alto valor de resistencia (mucho más altas que las resistencias de salida, debido a que los diminutos diodos de protección de sujeción interna en dispositivos digitales CMOS a menudo tienen una potencia muy baja) en serie con la entrada para limitar la corriente a los diodos internos si están presentes.

Los circuitos integrados digitales como las puertas lógicas pueden tener sus salidas conectadas directamente a las entradas de otras puertas, sin la necesidad de resistencias.

Sin embargo, la serie L293 es muy antigua y sus entradas se muestran como circuitos equivalentes en las hojas de datos como conexiones de base de transistores. Esto significa que en realidad podrían recibir una gran cantidad de corriente de sus pines de salida, lo que también puede proporcionar cantidades similares de corriente, pero esto no es bueno para el puerto de salida ni para la potencia general de su MCU según el paquete y el diseño térmico. Sin embargo, si observamos más a fondo la hoja de datos, el consumo de corriente de entrada típico para las entradas lógicas y los pines EN son solo 0,2 microamperios y eso es con VCC = 7V.

Resumen:

1. La resistencia en serie limitará la corriente que ya fluiría entre los dos circuitos integrados.

2. Sí, pero la impedancia de entrada del destino ya está teniendo efecto. Si la conexión entre los dos durante una lógica ALTA solo consume 500uA sin una resistencia, con 5 V, entonces la resistencia se puede estimar como R = V / I, R = 10K Ohms. Agregar más resistencia solo disminuirá la corriente y se "agregará" a la resistencia total del circuito a tierra. Sin embargo, dependiendo de lo que sea el dispositivo final, las resistencias en serie pueden actuar como divisores de voltaje y pueden influir en la capacidad del objetivo para leer el nivel correctamente, pero esto no será común.

3. La resistencia reducirá la corriente y reducirá la potencia general, lo más probable es que reduzca la potencia más que desperdicie.

4. refiriéndose a mi perorata anterior en la pared del texto anterior, sí, para diseños más seguros, es común colocar resistores de bajo valor (330ohm - 1k ohm) en serie con todas las salidas, y para que las entradas (especialmente ADC) tengan Sujeción y filtros básicos de RC incluidos. El diseño de referencia de la placa de desarrollo MCU provisto con el programa Design Spark PCB muestra un gran uso de protección en los pines de salida / entrada / ADC de la MCU.

Por la ley de Ohm: \ $ I = \ frac {V} {R} \ $, el flujo de corriente en el circuito siempre está determinado por el voltaje de la fuente y la impedancia del circuito. Entonces, incluso cuando pones la resistencia entre dos IC, debería obedecer la ley de Ohm. Debe haber un IC utilizado como "controlador" y un IC utilizado como "receptor", y el "controlador" debe tener impedancia de salida, y su "receptor" debe tener impedancia de entrada, por lo que la resistencia total debe ser: $$ R_ {total} = R_ {límite} + R_ {out} + R_ {in} $$

Y el flujo de corriente en su resistencia límite actual debería ser

$$ I = \ frac {V_ {S}} {R_ {total}} $$

Entonces,

1. ¿Qué sucede si esta resistencia se coloca entre dos IC? : la resistencia limitará el flujo de corriente en su IC a las conexiones de IC. Cuando sin resistencia límite de corriente $$ I = \ frac {V_ {S}} {R_ {out} + R_ {in}} $$ Cuando con el límite actual de resistencia $$ I = \ frac {V_ {S}} {R_ {total}} $$

2. ¿Puede la corriente a través de la resistencia ser más baja que el valor calculado para la resistencia y la tensión del circuito (regulado 5V)? : Sí, cuando coloque su resistencia entre dos IC , a menos que los dos circuitos integrados estén controlados por la fuente de corriente, el flujo de corriente en su resistencia debe ser menor que la potencia de una resistencia, con la misma fuente de alimentación. Y la corriente debería ser menor que cuando se usa la misma fuente de alimentación para alimentar apenas dos circuitos integrados.

3. ¿Tiene la resistencia algún efecto si las corrientes son más bajas que la corriente calculada para el nivel de voltaje dado? : Normalmente, la corriente con la resistencia límite de corriente siempre debe ser menor que \ $ I = \ frac {V_ {S}} {R_ {límite}} \ $, debido a la impedancia de salida y la impedancia de entrada de su IC. La resistencia es "efectiva", porque limita la corriente máxima que puede fluir entre sus dos circuitos integrados, con la resistencia de límite de corriente, la corriente máxima ahora es \ $ I_ {max} = \ frac {V_ {s}} {R_ {límite} } \ $.

4. ¿Es generalmente una buena idea colocar resistores entre una salida y entrada de IC (con el fin de proteger la salida del microcontrolador de la fuente de corriente)? : Tal vez o no esté . Desde el punto de protección contra sobrecorriente, quizás sea una buena idea. Pero el propósito de la conexión entre IC es transferir la señal eléctrica, la resistencia en serie puede afectar la transformación de la señal eléctrica, como el tiempo de subida / bajada, el retardo de propagación, etc. Por lo tanto, siempre use la resistencia de límite de corriente cuando sea necesario. La regla es no afectar el funcionamiento normal de su circuito.

1. Si se coloca una resistencia entre una salida (baja impedancia) y una entrada (alta impedancia) y la resistencia es mucho más baja que la impedancia de entrada, tendrá poco efecto en la corriente. Supongamos que la impedancia de salida es de 100 ohmios, agrega una resistencia de 1K en serie y la impedancia de entrada es de 10K, la resistencia total es de 11100 ohmios, que es solo un 10% mayor que 10.1K.

2. En el caso mencionado anteriormente, la corriente estará determinada principalmente por la resistencia más alta, que será la entrada. Si el voltaje es 5V, la corriente será 495uA o 450uA. No es muy diferente, y mucho menos que 5000uA obtendrías con solo 1K.

3. Solo son niveles de señal, por lo que la energía desperdiciada no es realmente un factor.

4. Por lo general, las salidas de los microcontroladores pueden soportar un cortocircuito durante al menos algún tiempo en condiciones típicas (p. ej., voltaje de suministro nominal a temperatura ambiente, etc.). No necesita preocuparse demasiado también si todo funciona con el mismo suministro. La razón principal (IMHO) para usar resistencias en la aplicación que usted cita sería proporcionar alguna capacidad para que la micro sobreviva si la entrada L293B de alguna manera se cortocircuitara al bus de suministro del motor. Por lo general, eso mataría al micro al instante . Con una resistencia hay una mejor oportunidad de sobrevivir. A veces, la adición de resistencias pequeñas (decenas de ohmios) (incluso en una sola placa de circuito) entre las salidas y las entradas CMOS de alta velocidad puede mejorar la forma de onda y reducir el timbre de alta frecuencia que puede estropear el reloj.

Sí, puede fluir menos corriente que sus 5V / 1K calculados. La corriente fluye en un bucle, por lo tanto, si ya tiene un bucle en el que fluye 1ma, cuando agregue una resistencia en el bucle, su corriente bajará debido a la resistencia agregada. Piense en términos de un bucle.

Sí, si tiene menos de su corriente máxima de 5 m, su resistencia seguirá teniendo el efecto descrito anteriormente. La energía se disipará de acuerdo con la nueva corriente total que fluye a través del bucle calculada por la fórmula i ^ 2 * R, no hay forma de evitar eso.

También tenga en cuenta que solo porque un mcu dice que suministra 1ma no es una corriente segura limitándose a ese nivel, la hoja de datos le indica que solo puede suministrar esa corriente de manera segura sin daños.

Entonces, si conecta dos chips y la corriente que fluirá en el bucle que forma cuando maneja uno alto es menor que la corriente nominal, debería estar bien.

Ahora, si dices que quieres conducir directamente algo que pueda atraer más corriente como un led, entonces sería prudente una resistencia (o un transistor u otro circuito de activación).

Además, y esto puede ser un poco fuera de tema, hay otras razones para agregar resistencias entre chips como la impedancia que hace coincidir el controlador de origen con la traza y para absorber los reflejos.

Finalmente, la adición de una resistencia restringirá la cantidad de flujo de corriente del controlador ic a la traza, por lo que verá disminuir el tiempo de subida. A veces esto puede ayudar con emi en frecuencias más altas, pero en general es un enfoque pobre para los hombres, en mi opinión :)