சிக்கல்களை அகற்ற எங்கள் கருவியை முயற்சிக்கவும்

இயக்க முறைமையைத் தேர்ந்தெடுக்கவும் திட்டத்தின் நிரலைத் தேர்வுசெய்க (விருப்பமாக)

உங்கள் பிரச்சினையை விவரிக்கவும்

இந்த இடுகையில் நாம் புல்-அப் மின்தடை மற்றும் புல்-டவுன் மின்தடையத்தை ஆராயப்போகிறோம், அவை பொதுவாக மின்னணு சுற்றுகளில் ஏன் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, புல்-அப் அல்லது புல்-டவுன் மின்தடையம் இல்லாமல் மின்னணு சுற்றுகளுக்கு என்ன நடக்கிறது, மற்றும் புல்-அப் மற்றும் மின்தடை மதிப்புகளை இழுக்கவும், இறுதியாக திறந்த கலெக்டர் உள்ளமைவைப் பற்றி பார்ப்போம்.

டிஜிட்டல் சுற்றுகளில் லாஜிக் உள்ளீடுகள் மற்றும் வெளியீடுகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் பெரும்பாலான மைக்ரோகண்ட்ரோலர் அடிப்படையிலான சுற்றுகளில் சம்பந்தப்பட்ட டிஜிட்டல் சிக்னல்கள் லாஜிக் 1 அல்லது லாஜிக் 0 வடிவத்தில் செயலாக்கப்படுகின்றன, அதாவது “உயர்” அல்லது “குறைந்த”.

டிஜிட்டல் லாஜிக் வாயில்கள் எந்தவொரு டிஜிட்டல் சுற்றுகளின் அடிப்படை அலகுகளாக மாறும், மேலும் “AND”, “OR” மற்றும் “NOT” வாயில்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் நாம் சிக்கலான சுற்றுகளை உருவாக்க முடிகிறது, இருப்பினும் டிஜிட்டல் வாயில்களுக்கு மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி இரண்டு மின்னழுத்த நிலைகளை மட்டுமே ஏற்றுக்கொள்ள முடியும் “அதிக ”மற்றும்“ குறைந்த ”.

“உயர்” மற்றும் “குறைந்த” பொதுவாக முறையே 5 வி மற்றும் 0 வி வடிவத்தில் இருக்கும். 'உயர்' என்பது '1' அல்லது விநியோகத்தின் நேர்மறையான சமிக்ஞை என்றும் 'குறைந்த' என்பது '0' அல்லது விநியோகத்தின் எதிர்மறை சமிக்ஞை என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது.

2V மற்றும் 0V க்கு இடையில் வரையறுக்கப்படாத பகுதியில் எங்காவது ஊட்டி உள்ளீடு இருக்கும்போது ஒரு லாஜிக் சர்க்யூட் அல்லது மைக்ரோகண்ட்ரோலரில் சிக்கல்கள் எழுகின்றன.

அத்தகைய சூழ்நிலையில் ஒரு தர்க்க சுற்றுகள் அல்லது மைக்ரோகண்ட்ரோலர் சமிக்ஞையை சரியாக அடையாளம் காணாமல் போகலாம், மேலும் சுற்று சில தவறான அனுமானங்களைச் செய்து செயல்படுத்தும்.

உள்ளீடு 0.8V க்குக் குறைவாக இருந்தால் பொதுவாக ஒரு லாஜிக் கேட் சிக்னலை “LOW” என்று அடையாளம் காண முடியும் மற்றும் உள்ளீடு 2V க்கு மேல் இருந்தால் சிக்னலை “HIGH” என்று அடையாளம் காண முடியும். மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களுக்கு இது உண்மையில் நிறைய மாறுபடும்.

வரையறுக்கப்படாத உள்ளீட்டு தர்க்க நிலைகள்

சமிக்ஞை 0.8V மற்றும் 2V க்கு இடையில் இருக்கும்போது உள்ளீட்டு ஊசிகளில் தோராயமாக மாறுபடும் போது சிக்கல்கள் எழுகின்றன, இந்த சிக்கலை ஒரு ஐசி அல்லது மைக்ரோகண்ட்ரோலருடன் இணைக்கப்பட்ட சுவிட்சைப் பயன்படுத்தி எடுத்துக்காட்டு சுற்று மூலம் விளக்கலாம்.

மைக்ரோகண்ட்ரோலர் அல்லது ஐ.சி.யைப் பயன்படுத்தி ஒரு சுற்று என்று வைத்துக் கொள்ளுங்கள், நாங்கள் சுற்றுவட்டத்தை மூடினால், உள்ளீட்டு முள் “குறைந்த” மற்றும் ரிலே “ஆன்” ஆக மாறும்.

நாங்கள் சுவிட்சைத் திறந்தால், ரிலே “ஆஃப்” செய்ய வேண்டுமா? உண்மையில் இல்லை.

டிஜிட்டல் ஐ.சிக்கள் மற்றும் டிஜிட்டல் மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் உள்ளீட்டை “உயர்” அல்லது “குறைந்த” என மட்டுமே எடுத்துக்கொள்கின்றன என்பதை நாங்கள் அறிவோம், நாங்கள் சுவிட்சைத் திறக்கும்போது, உள்ளீட்டு முள் திறந்த சுற்றமைப்புடன் இருக்கும். இது “உயர்” அல்லது “குறைந்த” அல்ல.

ரிலேவை அணைக்க உள்ளீட்டு முள் “உயர்” ஆக இருக்க வேண்டும், ஆனால் திறந்த சூழ்நிலையில் இந்த முள் தவறான இடும் இடங்கள், தவறான நிலையான கட்டணங்கள் மற்றும் சுற்றியுள்ள பிற மின் சத்தம் ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படக்கூடியதாக மாறும், இதனால் ரிலே இயக்கப்படும் மற்றும் முடக்கப்படும் தோராயமாக.

தவறான மின்னழுத்தம் காரணமாக இதுபோன்ற சீரற்ற தூண்டுதல்களைத் தடுக்க, இந்த எடுத்துக்காட்டில் காட்டப்பட்ட டிஜிட்டல் உள்ளீட்டு முள் ஒரு “உயர்” தர்க்கத்துடன் பிணைக்கப்படுவது கட்டாயமாகிறது, இதனால் சுவிட்ச் புரட்டப்படும்போது, முள் தானாக வரையறுக்கப்பட்ட மாநிலத்துடன் இணைகிறது “உயர்” அல்லது ஐ.சி.யின் நேர்மறை விநியோக நிலை.

“HIGH” என்ற முள் வைத்திருக்க, உள்ளீட்டு முள் Vcc உடன் இணைக்க முடியும்.

கீழேயுள்ள சுற்றுவட்டத்தில் உள்ளீட்டு முள் Vcc உடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது சுவிட்சைத் திறந்தால் உள்ளீட்டை “HIGH” ஆக வைத்திருக்கிறது, இது ரிலேவின் சீரற்ற தூண்டுதலைத் தடுக்கிறது.

நீங்கள் நினைக்கலாம், இப்போது எங்களிடம் தீர்வு கிடைத்துள்ளது. ஆனால் இல்லை .... இன்னும் இல்லை!

வரைபடத்தின் படி நாம் சுவிட்சை மூடினால் குறுகிய சுற்று மற்றும் ஷட் சர்க்யூட் மற்றும் முழு அமைப்பும் இருக்கும். உங்கள் சுற்றுக்கு ஒரு குறுகிய சுற்று விட மோசமான நிலைமை இருக்க முடியாது.

குறுகிய சுற்று என்பது பி.சி.பி தடயங்களை எரிக்கிறது, உருகி வீசுகிறது, பாதுகாப்பு சுவிட்சுகளைத் தூண்டுகிறது மற்றும் உங்கள் சுற்றுக்கு ஆபத்தான சேதத்தை ஏற்படுத்தக்கூடிய குறைந்த எதிர்ப்பின் பாதையில் மிகப் பெரிய மின்னோட்டம் பாய்கிறது.

இதுபோன்ற கனமான மின்னோட்ட ஓட்டத்தைத் தடுக்கவும், உள்ளீட்டு முள் “உயர்” நிலையில் வைக்கவும், வி.சி.சியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள ஒரு மின்தடையத்தைப் பயன்படுத்தலாம், அது 'சிவப்பு கோட்டிற்கு' இடையில் உள்ளது.

இந்த சூழ்நிலையில் நாம் சுவிட்சைத் திறந்தால் முள் “உயர்” நிலையில் இருக்கும், மேலும் சுவிட்சை மூடும்போது எந்த குறுகிய சுற்றுகளும் இருக்காது, மேலும் உள்ளீட்டு முள் GND உடன் நேரடியாக இணைக்க அனுமதிக்கப்படுகிறது, இதனால் “ குறைந்த'.

நாம் சுவிட்சை மூடினால், புல்-அப் மின்தடையின் வழியாக மிகக்குறைந்த மின்னழுத்த வீழ்ச்சி இருக்கும், மீதமுள்ள சுற்று பாதிக்கப்படாமல் இருக்கும்.

ஒருவர் புல்-அப் / புல்-டவுன் மின்தடை மதிப்பை உகந்ததாக தேர்வு செய்ய வேண்டும், இதனால் அது மின்தடையின் மூலம் அதிகமாக வரையப்படாது.

புல்-அப் மின்தடையின் மதிப்பைக் கணக்கிடுகிறது:

உகந்த மதிப்பைக் கணக்கிட, நாம் 3 அளவுருக்களை அறிந்து கொள்ள வேண்டும்: 1) வி.சி.சி 2) வெளியீட்டை “உயர்” செய்ய உத்தரவாதம் அளிக்கக்கூடிய குறைந்தபட்ச வாசல் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் 3) உயர் நிலை உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் (தேவையான மின்னோட்டம்). இந்த தரவு அனைத்தும் தரவுத்தாள் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

தர்க்க NAND வாயிலின் உதாரணத்தை எடுத்துக் கொள்வோம். அதன் தரவுத்தாள் VCC இன் படி 5V, குறைந்தபட்ச வாசல் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் (உயர் நிலை உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் V._{அவர்களுக்கு}) 2V மற்றும் உயர் நிலை உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் (I._{அவர்களுக்கு}) என்பது 40 uA ஆகும்.

“பைமெட்டல் தெர்மோமீட்டர் எப்படி வேலை செய்கிறது ”

ஓம் சட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் சரியான மின்தடை மதிப்பைக் காணலாம்.

ஆர் = விசிசி - வி_{IH (MIN)}/ நான்_{அவர்களுக்கு}

எங்கே,

Vcc என்பது இயக்க மின்னழுத்தம்,

வி_{IH (MIN)}உயர் நிலை உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம்,

நான்_{அவர்களுக்கு}உயர் நிலை உள்ளீட்டு மின்னோட்டமாகும்.

இப்போது பொருத்தத்தை செய்வோம்,

ஆர் = 5 - 2/40 x 10 ^ -6 = 75 கே ஓம்.

நாம் ஒரு மின்தடை மதிப்பை அதிகபட்சமாக 75K ஓம் பயன்படுத்தலாம்.

குறிப்பு:

இந்த மதிப்பு சிறந்த நிலைமைகளுக்காக கணக்கிடப்படுகிறது, ஆனால் நாங்கள் ஒரு சிறந்த உலகில் வாழவில்லை. சிறந்த செயல்பாட்டிற்கு நீங்கள் 70K, 65k அல்லது 50K ஓம் என்று கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பைக் காட்டிலும் சற்றே குறைவாக ஒரு மின்தடையத்தை இணைக்கலாம், ஆனால் எதிர்ப்பைக் குறைக்கக் கூடாது, இது பெரிய மின்னோட்டத்தை நடத்தும், எடுத்துக்காட்டாக 100 ஓம், 220 ஓம் மேலே உள்ள எடுத்துக்காட்டுக்கு.

பல கேட் புல்-அப் மின்தடையங்கள்

மேலே உள்ள எடுத்துக்காட்டில், ஒரு வாயிலுக்கு ஒரு புல்-அப் மின்தடையை எவ்வாறு எடுப்பது என்று பார்த்தோம். புல்-அப் மின்தடையுடன் இணைக்க வேண்டிய 10 வாயில்கள் நம்மிடம் இருந்தால் என்ன?

ஒவ்வொரு வாயிலிலும் 10 புல்-அப் மின்தடைகளை இணைப்பது ஒரு வழி, ஆனால் இது செலவு குறைந்த மற்றும் எளிதான தீர்வு அல்ல. அனைத்து உள்ளீட்டு ஊசிகளையும் ஒற்றை புல்-அப் மின்தடையுடன் இணைப்பதே சிறந்த தீர்வாக இருக்கும்.

மேலே உள்ள நிலைக்கு புல்-அப் மின்தடை மதிப்பைக் கணக்கிட கீழேயுள்ள சூத்திரத்தைப் பின்பற்றவும்:

ஆர் = விசிசி - வி_{IH (MIN)}/ N x I._{அவர்களுக்கு}

“N” என்பது வாயில்களின் எண்ணிக்கை.

மேலே உள்ள சூத்திரம் முந்தையதைப் போலவே இருப்பதை நீங்கள் கவனிப்பீர்கள், ஒரே வித்தியாசம் வாயில்களின் எண்ணிக்கையை பெருக்குகிறது.

எனவே, கணிதத்தை மீண்டும் செய்வோம்,

R = 5 -2 / 10 x 40 x 10 ^ -6 = 7.5K ஓம் (அதிகபட்சம்)

இப்போது 10 NAND வாயில்களுக்கு, மின்தடை ஒரு NAND வாயிலை விட 10 மடங்கு அதிகமாக இருக்கும் வகையில் (முந்தைய எடுத்துக்காட்டில்) மின்தடையின் மதிப்பைப் பெற்றுள்ளோம், இதனால் மின்தடை அதிகபட்ச சுமையில் 2V ஐ பராமரிக்க முடியும், இது தேவையான உத்தரவாதத்தை அளிக்கும் எந்த பிழையும் இல்லாமல் வெளியீடு.

எந்தவொரு பயன்பாட்டிற்கும் புல்-அப் மின்தடையைக் கணக்கிடுவதற்கு அதே சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தலாம்.

இழுக்கும் மின்தடையங்கள்:

புல்-அப் மின்தடை எந்த உள்ளீடும் புல்-டவுன் மின்தடையுடன் இணைக்கப்படாவிட்டால், முள் “உயர்” ஐ வைத்திருக்கிறது, எந்த உள்ளீடும் இணைக்கப்படாவிட்டால் அது “குறைந்த” முள் வைத்திருக்கிறது.

புல்-டவுன் மின்தடை VCC க்கு பதிலாக மின்தடையத்தை தரையில் இணைப்பதன் மூலம் செய்யப்படுகிறது.

புல்-டவுன் இதைக் கணக்கிடலாம்:

ஆர் = வி_{IL (MAX)}/ நான்_தி

எங்கே,

வி_{IL (MAX)}குறைந்த நிலை உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம்.

நான்_திகுறைந்த நிலை உள்ளீட்டு நடப்பு.

இந்த அளவுருக்கள் அனைத்தும் தரவுத்தாள் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன.

ஆர் = 0.8 / 1.6 x 10 ^ -3 = 0.5 கே ஓம்

புல்-டவுனுக்கு அதிகபட்சம் 500 ஓம் மின்தடையத்தைப் பயன்படுத்தலாம்.

ஆனால் மீண்டும், நாம் 500 ஓம்களுக்கும் குறைவான மின்தடை மதிப்பைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

கலெக்டர் வெளியீடு / திறந்த வடிகால்:

ஐ.சி “ஹை” வெளியீட்டை இயக்க முடியாதபோது ஒரு முள் “திறந்த சேகரிப்பான் வெளியீடு” என்று நாம் கூறலாம், ஆனால் அதன் வெளியீட்டை “குறைந்த” மட்டுமே இயக்க முடியும். இது வெறுமனே வெளியீட்டை தரையுடன் இணைக்கிறது அல்லது தரையில் இருந்து துண்டிக்கிறது.

திறந்த கலெக்டர் உள்ளமைவு ஒரு ஐ.சி.யில் எவ்வாறு தயாரிக்கப்படுகிறது என்பதை நாம் காணலாம்.

வெளியீடு தரை அல்லது திறந்த சுற்று என்பதால், டிரான்சிஸ்டர் முடக்கத்தில் இருக்கும்போது முள் “உயர்” ஐ மாற்றக்கூடிய வெளிப்புற புல்-அப் மின்தடையத்தை நாம் இணைக்க வேண்டும்.

ஓபன் வடிகால் இது ஒரே வித்தியாசம், ஐ.சி.க்குள் உள்ளக டிரான்சிஸ்டர் ஒரு மோஸ்ஃபெட்.

இப்போது, எங்களுக்கு ஏன் திறந்த வடிகால் கட்டமைப்பு தேவை என்று நீங்கள் கேட்கலாம். நாம் எப்படியும் ஒரு புல்-அப் மின்தடையத்தை இணைக்க வேண்டும்.

திறந்த கலெக்டர் வெளியீட்டில் வெவ்வேறு மின்தடை மதிப்புகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் மாறுபடும், எனவே இது சுமைக்கு அதிக நெகிழ்வுத்தன்மையைக் கொடுக்கும். அதிக அல்லது குறைந்த இயக்க மின்னழுத்தத்தைக் கொண்ட வெளியீட்டில் சுமைகளை நாம் இணைக்க முடியும்.

எங்களிடம் நிலையான இழுத்தல் மின்தடை மதிப்பு இருந்தால், வெளியீட்டில் மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்த முடியாது.

இந்த உள்ளமைவின் ஒரு தீமை என்னவென்றால், இது மிகப்பெரிய மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் பேட்டரி நட்பாக இருக்காது, அதன் சரியான செயல்பாட்டிற்கு அதிக மின்னோட்டம் தேவை.

ஐசி 7401 திறந்த வடிகால் தர்க்கம் “NAND” வாயிலின் உதாரணத்தை எடுத்து, இழுக்கும்-மின்தடை மதிப்பை எவ்வாறு கணக்கிடுவது என்று பார்ப்போம்.

பின்வரும் அளவுருக்களை நாம் அறிந்து கொள்ள வேண்டும்:

வி_{OL (MAX)}இது ஐசி 7401 க்கு அதிகபட்ச உள்ளீட்டு மின்னழுத்தமாகும், இது வெளியீட்டை “குறைந்த” (0.4 வி) ஆக மாற்ற உத்தரவாதம் அளிக்கும்.

நான்_{OL (MAX)}இது குறைந்த நிலை உள்ளீட்டு மின்னோட்டமாகும் (16 எம்ஏ).

VCC என்பது இயக்க மின்னழுத்தமாகும், இது 5V ஆகும்.