Выход с открытым коллектором
Открытый коллектор представляет собой выходной тип интегральной схемы логики по технической биполярных . Термин «эквивалент открытого стока» используется в случае техники MOS .
Резюме
- 1 принцип
- 2 Приложения
- 3 приложения
- 3.1 Библиография
- 3.2 Веб-ссылки
- 3.3 Статьи по теме
Принцип
Электромонтаж открытого коллектора.
Выход с открытым коллектором и тяговое сопротивление.
Когда внутренняя логика устанавливает высокий уровень на входе, внутренний транзистор насыщается и Vs ~ 0.
Когда внутренняя логика устанавливает низкий уровень на входе, транзистор блокируется и Vs = Z (высокий импеданс). Это эквивалентно редактированию без вывода (это не влияет на остальную часть редактирования).
Нагрузочный резистор , как правило , используются для установки высокого импеданса логического состояния Vs = Z до 1. Сопротивления подключено между источником и выходом, и его значение рассчитывает таким образом, что:
- Максимальный ток I OL, который может поглотить коллектор в состоянии Vs = 0, и напряжение V CCs, к которому подключен резистор, дают минимальное значение V CCs / I OL .
- Общая пропускная способность выходной линии со связанными с ней входами и требуемая скорость передачи определяют максимальное значение. Цифровая скорость определяет период, состоящий из нарастающего фронта, спадающего фронта и двух фаз стабильности. Емкость и подтягивающее сопротивление составляют RC-цепь , определяющую нарастающий фронт. В системе первого порядка время нарастания в три раза больше постоянной времени . Это равно произведению тягового сопротивления на общую емкость.
Пример расчета сопротивления волочению:
- Выходное напряжение линии питания составляет 5 В , выходной транзистор может потреблять 15 мА . Минимальное значение 330 Ом .
- Скорость передачи данных составляет 1 М бит / с . Общий период для 1 бита составляет максимум 1 мкс . Предполагая, что один нарастающий фронт может использовать половину этой длительности, поскольку время спада намного меньше благодаря низкому импедансу проходящего транзистора, постоянная времени не должна превышать 0,160 мкс . При емкости линии 100 пФ максимальное значение сопротивления составляет 1,6 кОм .
Если выбрать среднее значение, 1 кОм , выходной транзистор схемы должен будет поглощать примерно 5 мА, а сборка рассеивает примерно 25 мВт .
Некоторые схемы включают повышающий резистор высокого номинала (обычно 100 кОм ) для обеспечения высокого уровня в выключенном состоянии. Это значение обычно слишком велико. К нему можно легко добавить параллельно подключенный внешний тянущий резистор. Внутреннее сопротивление имеет недостаток, который затрудняет использование схемы для воздействия на уровень линии при напряжении, отличном от напряжения источника питания схемы.
Приложения
Изменение уровня Выход с открытым коллектором используется для управления линией, уровни которой отличаются от уровней ее семейства логических схем. Подтягивающий резистор подключается к уровню 1 управляемой цепи, этого достаточно, чтобы выход с открытым коллектором выдерживал это напряжение, когда он заблокирован. Это , как правило , бывает до 30 V . Эта функция также позволяет разделить внутреннюю логику и управляемые периферийные источники питания (снижение помех).
пример:
Некоторые переключатели уровня используют выходы с открытым коллектором для преобразования напряжения между семействами логических схем: логический сигнал 0-1,8 В может быть преобразован в логический сигнал 0-5 В с помощью подтягивающего резистора, подключенного к 5 В, при условии, что выходной транзистор поддерживает напряжение 5В при блокировке.
Интерфейс Хотя компараторы (en) представляют собой аналоговые схемы на входе, их выход логичен. Они часто строятся с открытым коллектором, что дает им много работы. Основная функция компаратора — 1-битное аналого-цифровое преобразование. Напряжения питания схемы, например, плюс и минус 15 В , должны соответствовать напряжениям для сравнения. Так что выход с открытым коллектором непосредственно управляет логической схемой, достаточно, чтобы рисунок сопротивление подключено к напряжению , соответствующего логическому 1, например, 5 V . Компаратор также служит интерфейсом и для формирования логического сигнала с гистерезисом или без него . Связанный с генератором тока и конденсатором, гистерезисный компаратор позволяет преобразовывать напряжение-частота или напряжение-рабочий цикл. Выходная мощность Выход с открытым коллектором, связанный с внешним транзистором, позволяет переключать большую нагрузку, двигатель, реле и т. Д. Функция ИЛИ На цифровой карте может быть интересно подключить выходы с открытым коллектором нескольких интегральных схем, чтобы выполнить функцию ИЛИ-ИЛИ : если хотя бы один выход активирован, сигнал переходит в 0 ( NI 2012 ). Эту систему можно найти, например, в управлении сбоями питания в некоторых регуляторах напряжения . Входы выходы Некоторые двунаправленные выходы (вход или выход) используют открытый коллектор, чтобы не вызывать конфликта. Автобус Выходы с открытым коллектором позволяют реализовать шину . Несколько выходов подключены к одной линии. Неактивные выходы остаются в заблокированном состоянии; активный выход фиксирует состояние линии. Если два выхода активны одновременно, никаких повреждений не произойдет. Это дает определенные преимущества, такие как управление несколькими мастерами, управление конфликтами протоколов без электрических конфликтов и двунаправленность. Недостатком является то, что сопротивление подтягивания с более высоким импедансом, чем у выхода тотемного полюса , вызывает более длительное время нарастания, предотвращая увеличение частоты шины. Эта система часто используется для шин аппаратных прерываний . Они также найдены в последовательной шины мастер — ведомый, например, I 2 C .
Приложения
Библиография
- Мишель Флютри , Энциклопедический словарь электроники: англо-французский , Париж, Дом словаря, 1992 г. , 1054 с. ( ISBN2-85608-043-X ) , стр. 588
- Бернар Бессерер , «2. Компонентная технология» , в цифровой электронике , 2001 г. ( читать онлайн )
- Б. Ханнекен , Цифровая схемотехника , 2001 г. ( читать онлайн )
веб ссылки
- (ru) National Instruments, « Введение в выходы проводного ИЛИ и схемы с открытым коллектором » , 2012 г. .
Статьи по Теме
- Выход на тотемный столб
- Выход с тремя состояниями
Примечания и ссылки
- ↑ Фредерик Гуайсбо, « Анализ и управление линейными системами» , 2009 г. .
- ↑ а и б ( Бессерер 2001 , с. 6)
- ↑ (in) Шестнадцатеричные буферы / драйверы инверторов с высоковольтными выходами с открытым коллектором
- ↑ (in) « Одноэлементный компаратор напряжения LM397 общего назначения » ;
- ↑ (in) « Компаратор с гистерезисным эталонным дизайном » .
- ↑ (in) Тарун Агарвал, « Транзисторно-транзисторная логика (TTL) » , 2013 .
Подключение устройств с выходом «открытый коллектор» к Wiren Board
Выход «открытый коллектор» представляет собой транзистор, коллектор которого не соединен с другими цепями схемы внутри устройства, а эмиттер подключен к общей шине. Этот транзистор работает в ключевом режиме и управляется сигналами от предыдущей части схемы. Состояние запертого транзистора (режим отсечки) соответствует логической единице, состояние открытого транзистора (режим насыщения) — логическому нулю.
Открытый коллектор позволяет значительно увеличить предельно допустимый ток дискретного выхода и использовать дискретный выход для прямого управления маломощной нагрузкой.
Выход открытый коллектор «подтягивается» через внешний резистор к внешнему источнику питания и поэтому может быть использован для связи устройств с разными уровнями рабочего напряжения.
Правила подключения
Схема подключения выхода «открытый коллектор»
- Для формирования сигнала на выходе «открытый коллектор» его подключают к источнику питания через внешний резистор номиналом несколько сотен Ом.
- Номинал резистора рассчитывается индивидуально, исходя из требований к быстродействию и потребляемой мощности. Для более высокого быстродействия сопротивление нужно снизить, при этом вырастет потребляемая мощность.
- Выходы открытый коллектор можно соединять параллельно. Это позволит управлять более мощной нагрузкой.
- В закрытом состоянии транзистор имеет высокое, но не бесконечное сопротивление, поэтому через него все равно будет протекать небольшой ток утечки.
Подключение к контроллеру Wiren Board
Общая информация
Есть три способа подключить такие устройства к контроллеру:
- С помощью модуля ввода-вывода WBIO-DI-WD-14 (14 каналов). Выход «открытый коллектор» подключите к клемме Dx модуля. Землю устройства к iGND модуля.
- С помощью модуля расширения WBE2-DI-DR-3 (3 канала). Выход «открытый коллектор» подключите к клемме Ox соответствующей модулю расширения, а землю устройства к GND контроллера.
- Можно подключать к клеммам Ax (D1) контроллера Wiren Board, при этом нужно также подключить внешний подтягивающий резистор между 5Vout и соответствующей клеммой Ax номиналом около 10 кОм. Соедините земли устройства и контроллера.
Инсталляция, монтаж » Выход «сухие» контакты и выход открытый коллектор
Добрый день.
что это такое выход «сухие» контакты (передача извещения на ПЦН размыканием контактов реле тип «сухие» контакты) и выход ОК ( открытый коллектор).
В приемно контрольных приборах встречаются эти выходы. Как их использовать ? Чем отличаются?
Как по мне на выходе либо есть потенциал либо его нет. А прошивка по заданной логике вкл или откл выход (или переключает). Спасибо!4 года 4 месяца назад
«сухие контакты» — это как обычный тумблер или выключатель. что на них подведешь то и скоммутируют. Открытый коллектор подает напряжение питания, к нему можно подключать катушки реле, световые и звуковые оповещатели.
– Докукин Игорь 4 года 4 месяца назад
Запоминайте. В РФ нет законного определения «сухой контакт», но фактически под этим понимается контакт, не связанный гальванически с управлением. Контакты реле отлично подходят под такое определение, и именно в таком смысле это и надо понимать.
Открытый коллектор — это коллектор, оторванный от схемы. Когда вы к открытому коллектору подключите ваш вход, ваш вход станет частью схемы этого транзистора, и транзистор будет управлять потенциалом на вашем входе.– Иванов Андрей Львович 4 года 4 месяца назад
Для добавления сообщений на форуме вам необходимо зарегистрироваться и указать мобильный телефон в своем профиле (зачем?)
2 ответа
Открытый коллектор подаёт напряжение питания. А это сколько напряжение питания ? То есть сколько прибор принимает на входе то будет и на выходе?
4 года 4 месяца назад
да, 12 или 24 вольта. это банальный эмиттерный повторитель, усилитель тока.
– Докукин Игорь 4 года 4 месяца назад
Открытый коллектор подаёт напряжение питания. А это сколько напряжение питания ?
Сколько в блоке питания, столько и подаёт.
То есть сколько прибор принимает на входе то будет и на выходе?
Минус КПД, но в случае с ОК этим можно пренебречь.
да, 12 или 24 вольта. это банальный эмиттерный повторитель, усилитель тока.Это ошибка, эмиттерный повторитель и открытый коллектор — разные схемы с разным поведением и разным назначением.
– Иванов Андрей Львович 4 года 4 месяца назад
мы можем мощно затереть про донорно-акцепторные примеси и влияние размера «дырки» на возбудимость электрона, но это будет уже совсем другая история
«Это ошибка, эмиттерный повторитель и открытый коллектор — разные схемы с разным поведением и разным назначением.»
тут каюсь — был не прав. смешались в голове люди и лошадки. но сути это не меняет– Докукин Игорь 4 года 4 месяца назад
Да уж, хоть вопросы про то, почему электроны со скоростью света из изгибов кабеля не вылетают, ведь машина то точно в кювет улетит.
– Леготин В В 4 года 4 месяца назад
а для чего по вашему указывают минимальный радиус изгиба кабеля? вооот!
– Докукин Игорь 4 года 4 месяца назад
В кабелях скорость электромагнитной волны ниже скорости света, от 0,4 в чём-то типа ТРП до 0,9 в коаксиале. Видимо поэтому коаксиал сложно сгибается.
– Андрей, Ростов на Дону 4 года 4 месяца назад
Для добавления сообщений на форуме вам необходимо зарегистрироваться и указать мобильный телефон в своем профиле (зачем?)
ок, спасибо. Но тогда зачем и с какой целью производитель приборов на одной и той же плате контроллера делает как один тип выхода так и второй ? И для оповещения лампа сирена что использовать или без разницы ? в каких случаях надо использовать одно и не использовать в других случаях , так же и со втором типом когда можно а когда нельзя.
с логической точки зрения эти два типа выходов не одно и тоже ? там замыкается реле от катушки , а там приходит потенциал на базу и открывается транзистор . еще раз спапсибо!4 года 4 месяца назад
два типа выходов — это чисто для удобства. к ОК удобно подключать нагрузку( не надо мутить перемычки) и контролировать состояние на обрыв и КЗ. а сухими контактами соответсвенно удобно подключать входы управления других приборов (блоки речевого оповещения, ПЦН, всякие СтрелецМониторинг) плюс через реле можно коммутировать бОльшее напряжение, если вдруг это надо. с логической точки зрения они одинаковы — включить\выключить
– Докукин Игорь 4 года 4 месяца назад
Но тогда зачем и с какой целью производитель приборов на одной и той же плате контроллера делает как один тип выхода так и второй ?
в первую очередь для соблюдения пожарных норм, когда выходы лампа-сирена должны контролироваться — это ОК, остальные выходы для передачи каких-то информационных сигналов можно и «сухим контактом», но если это будет отключение, например, вент.оборудования, то и там надо бы контролировать, значит эти выходы не пойдут и надо добавлять оборудование с контролем. Для удобства это уже во вторую очередь, здесь либо мелкие объекты (хватает всех реле на одном приборе), либо охранка (пожарные нормы не действуют, делай как удобнее).
– Волков Андрей 4 года 4 месяца назад
Схемотехника ОК проще, элементы меньше и дешевле, токи зачастую мизерные, миллиамперы. Так что ОК делают для экономии.
– Андрей, Ростов на Дону 4 года 4 месяца назад
Всё на свете делают для экономии. Пичать, подпесь.
– Иванов Андрей Львович 4 года 4 месяца назад
Для добавления сообщений на форуме вам необходимо зарегистрироваться и указать мобильный телефон в своем профиле (зачем?)
Добавить ответ
Для добавления сообщений на форуме вам необходимо зарегистрироваться и указать мобильный телефон в своем профиле (зачем?)
После подтверждения номера мобильного телефона у вас появится возможность добавлять сообщения на форуме.
Мы надеемся, что данная «форма допуска» сведет к минимуму флуд, флейм и троллинг на форуме, а также повысит ответственность пользователей за их сообщения.
Ваш номер телефона будет доступен только администраторам сайта.
Выход открытый коллектор что это
Схемы подключения бесконтактных выключателей постоянного тока
Постоянное напряжение
Замыкающий контакт(в исходном состоянии нагрузка отключена)
Кабельное соединение
Разъемное соединение
Выходной транзистор
Исполнение 1
PNP типа с открытым коллектором.
Нагрузка подключается между выходом и общим, минусовым, проводом.
Исполнение 2
NPN типа с открытым коллектором.
Нагрузка подключается между выходом и общим, плюсовым, проводом.
Размыкающий контакт(в исходном состоянии нагрузка подключена)
Кабельное соединение
Разъемное соединение
Выходной транзистор
Исполнение 3
PNP типа с открытым коллектором.
Нагрузка подключается между выходом и общим, минусовым, проводом.
Исполнение 4
NPN типа с открытым коллектором.
Нагрузка подключается между выходом и общим, плюсовым, проводом.
Переключающий контакт(в исходном состоянии одна нагрузка отключена, другая — подключена)
Кабельное соединение
Разъемное соединение
Два выходных транзистора
Исполнение 5
PNP типа с открытым коллектором.
Нагрузки подключаются между выходами и общим, минусовым, проводом.
Исполнение 6
NPN типа с открытым коллектором.
Нагрузки подключаются между выходами и общим, плюсовым, проводом.Понятие «открытый коллектор» в выходном каскаде носит условный характер, т.к. между коллектором выходного транзистора и общим проводом включена цепь индикации(светодиод и резистор).