Caída de voltaje inexplicable en el circuito de sujeción y amortiguación de entrada

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Estoy diseñando un circuito que consiste principalmente en la lógica de la serie 74LS. Estoy sujetando y almacenando varias señales de entrada usando un diodo zener y un búfer de activación Schmitt 74HC7014. A continuación se muestra un extracto relevante del esquema, para el caso más simple del problema que estoy viendo. (Los rieles en el 74HC7014 y el 4066 son T-GND y T-VCC. T1-7 y B1-7 están conectados. La parte 2N3904 es solo un inversor discreto).

Cuando construyo precisamente este circuito en el tablero utilizando componentes de orificio pasante, todo funciona como se espera. Cuando DIVSW está cerrado, los puntos A, B y C se miden bastante cerca de T-VCC.

Sin embargo, en el PCB que había fabricado con componentes SMT, cuando DIVSW está cerrado, el punto A mide en T-VCC como se esperaba. Sin embargo, el punto B mide aproximadamente 2.8V, y el punto C mide 0V. No entiendo por qué la entrada del búfer estaría en 2.8V en primer lugar, ni por qué la salida del búfer estaría en 0V dado ese hecho (el nivel de activación alto de 74HC7014 es 0.65V). Editar : eso debería leer 0.65 x VCC, lo que tiene sentido.

No puedo ver ninguna diferencia significativa entre los componentes del orificio pasante y sus contrapartes de SMT, y todas las huellas parecen estar correctamente conectadas. Estoy usando la misma fuente de alimentación en ambos casos. También probé esto en dos prototipos de PCB SMT separados con resultados similares (uno ya ha sido pirateado en un intento de diagnóstico).

Estoy perplejo en cuanto a lo que podría estar pasando. ¿Alguna sugerencia sobre dónde podría empezar a buscar? Feliz de proporcionar cualquier información adicional necesaria.

    
pregunta ezod

2 respuestas

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Este comportamiento se espera en función de la selección del componente. Todos los diodos zener tienen fugas, pero típicamente esa corriente de fuga es despreciable. Dado que usted midió 2.8V en el punto B, entonces la resistencia está experimentando una caída de 2.2V. La fuga a través del diodo está obteniendo su corriente del nodo B1-7, por lo que primero pasa a través de la resistencia de 100k, creando la caída de 2.2V. Usemos la Ley de Ohm para determinar la corriente de fuga aparente: $$ I = \ frac {V} {R} = \ frac {2.2V} {100k \ Omega} = 22 {\ mu} A $$ Entonces, el diodo zener parece tener una fuga de 22uA. Totalmente creíble. Esencialmente, la resistencia y el diodo están actuando juntos como un divisor de voltaje.

La razón por la que sucedió esto fue porque el valor de su resistencia es muy grande. Cuando la corriente en el circuito está en el mismo orden de magnitud que las corrientes de fuga, aparecerán comportamientos extraños como este. De repente, esas corrientes insignificantes no son tan insignificantes en comparación con la corriente de señal.

Para evitar este problema, elija un diodo Zener con una corriente de fuga más baja mucho (la manera difícil) o elija una resistencia de menor valor (la forma fácil). Este problema desaparecería si usara, digamos, una resistencia de 1k en su lugar (es decir, 22uA a través de una resistencia de 1k caería 22mV en lugar de 2.2V).

    
respondido por el Dan Laks
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El umbral positivo para el 74HC014 es típicamente de 3.1V a 5V VCC, no de 0.65v. Eso está por encima del voltaje que midió, por lo que la salida podría ser cero (lo que midió).

Suena como si el zener estuviera goteando. ¿Qué voltaje es? Los zener de baja tensión son conocidos por tener fugas altas. Yo sugeriría cambiar la resistencia de 100K a algo como 1k.

    
respondido por el Kevin White

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