Estoy construyendo un dispositivo que debería tener algunas entradas digitales adecuadas para "entornos industriales". El diseño de los circuitos de entrada demostró estar más involucrado como se esperaba, ya que se deben cumplir las siguientes especificaciones:
- Frecuencia de la señal de 1,5 MHz (onda cuadrada con tiempos cortos de subida / caída, por lo que el ancho de banda puede ser más como 50-100 MHz)
- Lógica alta si Uin > = 3 V
- Uin_max = 28 V
- Iin = 3 mA
Básicamente, las entradas deben ser sumideros de corriente constante que se hundan 3 mA de 3-28 V para mejorar la inmunidad contra el ruido. Cuando se utiliza una resistencia de entrada simple, por ejemplo. 4.7 kOhm, la corriente es demasiado alta a 28 V (5.95 mA = > 166 mW por entrada) y demasiado baja a 3.3 V (700 µA).
Algunos ejemplos de los posibles controladores utilizados con el dispositivo son los codificadores giratorios de 24 V con salidas push-pull o compuertas LVCMOS.
Ya experimenté con todo tipo de fuentes actuales (basadas en MOSFET, BJT, JFET) y réplicas actuales, pero siempre tuve problemas con un exceso importante o un comportamiento no deseado.
Uno de los problemas principales cuando se usa un BJT parece ser que tan pronto como el voltaje de entrada (y por lo tanto el voltaje del Emisor) cae por debajo del voltaje base, la corriente de base aumenta hasta que reemplaza completamente la corriente del emisor. Esto hace que el transistor se sature, por lo que la respuesta a una transición de baja a alta es muy lenta después.
Por lo tanto, traté de mantener el sumidero de corriente en la regulación utilizando dos diodos, permitiendo que la corriente de entrada tome el control tan pronto como la tensión de entrada sea mayor que la tensión de polarización:
Comosepuedeverenelgráfico,todavíahayunexcesodesignificación(inclusosieltiempoesmuchomáscortoquesinlosdiodos):
¿Cómo se puede mejorar el comportamiento transitorio? ¿Hay otros circuitos o enfoques que sean más adecuados para la tarea de hundir la corriente cuando es parte de la operación normal que la tensión de entrada sea inferior a la tensión de cumplimiento?