HELLORADIO.RU — интернет-магазин средств связи
EN FR DE CN JP

Application notes

ANC09 - 28-dec-2004
Особенности использования входных и выходных регистров

 

В этом документе рассматриваются следующие вопросы:

    • корректность подключения к входам и выходам регистров;
    • ограничения по напряжению, току, нагрузке;
    • типовые схемы подключения.
Входной регистр с оптической изоляцией

Все блоки, имеющие в своем составе входной и выходной регистры с оптоизоляцией, используют идентичную схемотехнику, а при одинаковых разъемах (DRB-37M) и идентичное расположение выводов. Ниже приводится принципиальная схема одного канала входного регистра и рассматриваются его характеристики.


Входной регистр предназначен для передачи в компьютер цифрового значения "включено/выключено" в зависимости от наличия или отсутствия напряжения на входе регистра. При небольших схемотехнических хитростях возможно этим входом воспринимать состояние механического контакта (замкнуто/разомкнуто).

Как следует из схемы, входной регистр срабатывает при подаче на вывод IRA0 положительного напряжения относительно вывода IRC0. При подаче обратного напряжения, входной ток замыкается защитным диодом. Драйвер оптического приемника имеет в своем составе триггер Шмитта, что позволяет не заботиться о фронтах принимаемого сигнала.

Ниже приводится таблица, описывающая допустимые пределы входного сигнала для гарантированной регистрации.
 

Параметр Значение
Ток логического 0 <0,3 мА
Ток логической 1 >1,6 мА
Напряжение логического 0 <0,9 В
Напряжение логической 1 >1,8 В

Формально, напряжение на входе регистра не должно превышать 10 В. Разработчик гарантирует отсутствие неприятностей при подаче напряжения 12 В.

У пользователя часто возникает вопрос, какое напряжение допускается между источником сигнала и "землей" устройства. Производитель оптопар гарантирует отсутствие пробоя при пиковом напряжении 7500 В. Высокое сопротивление изоляции гарантируется при напряжении 500 В. Однако, в блоках не предпринимались специальные меры, позволяющие гарантированно в течение всего срока эксплуатации выдерживать такого сорта напряжения. Поэтому, не рекомендуется входной регистр использовать при разности напряжений более 100 В.
 
 

Выходной регистр с оптической изоляцией

Ниже приводится принципиальная схема одного канала выходного регистра и рассматриваются его характеристики. В первых партиях устройств использовалась отечественная оптопара АОТ128Д. По причине низкой надежности, плохой документированности и доступности, она заменена прибором 4N35.

Для того, чтобы понять какая нагрузка (какой ток) допустима, следует обратиться к графику, приведенному ниже. На графике приведено семейство выходных характеристик оптопары. Во всех блоках ток через светодиод задается более 10 мА, поэтому можно пользоваться кривой для If=10mA, имея в виду, что хуже не будет.

Из графика видно, что для стыковки с микросхемами ТТЛ, не следует нагружать регистр более чем на 2-3 мА. Если же уровень выходного напряжения не очень критичен, то можно выход нагрузить и на 10 мА.

Напряжение на выходе регистра не должно превышать 30 В.

У пользователя часто возникает вопрос, какое напряжение допускается между источником сигнала и "землей" устройства. Производитель оптопар гарантирует отсутствие пробоя при пиковом напряжении 7500 В. Высокое сопротивление изоляции гарантируется при напряжении 500 В. Однако, в блоках не предпринимались специальные меры, позволяющие гарантированно в течение всего срока эксплуатации выдерживать такого сорта напряжения. Поэтому, не рекомендуется выходной регистр использовать при разности напряжений более 100 В.

 

Подключение регистров к внешним устройствам

Пользователь может подключать входные и выходные регистры к различным источникам/приемникам дискретного ввода/вывода. Ниже приводится несколько вариантов таких соединений, которые облегчат принятие решения в конкретных случаях.

Ниже приводятся две схемы соединения входного регистра с источником напряжения (типа выходов ТТЛ регистра). Обе схемы в принципе эквивалентны, но если выход источника сигнала выполнен по схеме с открытым коллектором, то вторая (правая) схема включения является предпочтительной. Источником сигнала могут служить выходы ТТЛ-микросхем, КМОП-микросхем, выходы операционных усилителей или компараторов.

Ниже приводится схема подключения механического контакта (гальванически изолированного от "земли" установки). В этом случае необходимо использовать дополнительный источник напряжения, например от самого блока с входным регистром. Если же механический контакт не изолирован от "земли" установки, то в качестве дополнительного источника напряжения должен использоваться внешний источник.

Ниже приводится схема соединения гальванически изолированного входного регистра с аналогичным выходным регистром. Иногда такая схема тоже бывает полезна.

 
Ниже приводится схема соединения гальванически изолированного выходного регистра с внешним потребителем типа ТТЛ или КМОП регистра. В этом случае схема соединения включает в себя кроме проводов еще и pull-up резистор. Как правило, подобные блоки включают такой резистор в свою входную цепь. Хотя, в жизни всякое бывает, полезно проверить входную цепь потребителя.

 

Козак Виктор Романович, Новосибирск, 28-дек-2004г.
email: kozak (at) inp.nsk.su

 

Партнеры