Что такое открытый коллектор

Что такое открытый коллектор

Да, Вы совершенно верно это понимаете. Схема логического элемента с открытым коллектором показана на рис. 1. Для формирования выходного перепада напряжения к выходу элемента с ОК требуется присоединить нагрузочный резистор RH. Микросхемы ТТЛ с ОК применяются для обслуживания сегментов индикаторов, ламп накаливания, светодиодов. Нагрузку можно подключать к более высоковольтному источнику. Например: микросхема К155 ЛА11 позволяет подводить к выходному транзистору до 30 В.

Другое применение подобных микросхем и, на мой взгляд, более важное связано с выполнением логических операций. Логические элементы с открытым коллектором в отличие от сложных инверторов допускают параллельное подключение нескольких выходов к общей нагрузке. Объединение выходов называют монтажной (проводной) логикой, или так называемое «монтажное ИЛИ» . Рис. 2. Имея дело с монтажной логикой, следует учитывать, что каждый компонент схемы утрачивает самостоятельность и действует как элемент общей системы. Эта особенность нашла очень широкое применение при работе нескольких элементов на "общую шину".

Блог о электронике

Но диоды, резисторы, транзисторы и конденсаторы это так, лишь обвязка. Особо на них не развернешься (нет, маньяки, конечно могут, но габариты устройств там будут феерические). Самое вкусное нас поджидает в микросхемах 🙂
Делятся они на цифровые и аналоговые. Для начала кратко пробегусь по цифровым микросхемам.

Миром правит цифра!

Краеугольным камнем цифровой схемотехники служит понятие нуля и единицы , понятие это совершенно условное , т.к. фактически нет никакого нуля и нет никакой единицы, есть лишь уровни напряжения – высокий и низкий, а также некий порог после которого данный уровень напряжения принято считать высоким или низким. Скажем все, что ниже 0.7 вольт считаем за низкий уровень, т.е. 0, все что выше 2.4 вольт высоким, т.е. единица. Между 0.7 и 2.4 вольта, когда не ясно какой уровень, это состояние совершенно неопределенное его нельзя оценивать как входную величину, иначе на выходе системы в таком случае будет непредсказуемый результат.
Сопротивление входов очень высокое, практически можно считать его бесконечным.

Во избежания путаницы смыслов, в терминологии ключей и транзисторов принято следующее соглашение. Ключ считается открытым или закрытым для протекания тока, как кран на трубе. С точки зрения же механического исполнения он может быть замкнут или разомкнут. Так что открыт = замкнут, закрыт = разомкнут. И не следует путать с англоязычной нотацией, где Open = открыт если речь идет о транзисторе или электронном ключе и Open = разомкнут если речь идет о механическом рубильнике. Там Open-Close следует рассматривать в общем контексте текущего случая. Велик и могуч русский язык! =)
Читайте также:  Подключение дома к газу форум

Выход в микросхеме бывает разных типов. Различают push-pull и open drain (в нашей литературе его называют Открытым Коллектором или ОК ). Отличие заключается в способе выдачи сигнала на выход. В Push-Pull выходе когда нужен низкий уровень, то выход тупо и беспрекословно замыкается на землю, имеющую нулевой потенциал, а когда высокий, то на напряжение питания.
В открытом коллекторе все несколько иначе. Когда нам надо получить низкий уровень, то мы сажаем ногу на землю, а вот высокий уровень получается подтягивающим резистором ( pullup ), который, в отсутствии посадки на землю и большого сопротивления висящей на выходе нагрузке, заводит на ногу высокий потенциал. Тут можешь вспомнить закон Ома и посчитать какое будет напряжение выхода на открытом коллекторе если подтягивающий резистор обычно порядка 1КилоОм, а сопротивление входа больше 1МегаОм. Тип выхода определяется из документации на микросхему, некоторые микрухи имеют программируемый выход, например, все контроллеры AVR. Исходя из этого становится понятен смысл регистров Port и DDR в контроллере AVR – они определяют тип выхода Open Drain + PullUp , Push-Pull или просто Open Drain .

О микросхемах дискретной логики И, ИЛИ, НЕ я рассказывать не буду, каждую описать, так это справочник не на одну сотню страниц будет. Да и постепенно они уходят в прошлое, вытесняемые контроллерами и программируемыми матрицами. Скажу лишь главное – работают они по жесткой таблице истинности, которую можно найти в соответствующем datasheet.

Аналог рулит!
Цифра может и правит миром, но я вот последнее время люблю аналоговую технику. Ряд задач автоматики и регулирования на аналоговых цепях сделать в разы проще, чем на микроконтроллере или цифровой логике. Основное отличие от цифровых микрух в том, что тут нет четких состояний , а вход и выход могут изменяться плавно от минус питания до плюс питания. Основой аналоговой схемотехники является операционный усилитель .
Адская вещь, скажу тебе. Содержит выход и два входа. Один вход прямой, другой инверсный. Внутри напряжения по этим двум входам математически складываются (с учетом знака входа), а результат умножается на коэффициент усиления и выдается на выход. Коэффициент усиления этого девайса в идеальном случае достигает бесконечности, а в реальном близок к сотням тысяч. В чем это выражается? А в том, что подаешь ты на вход скажем 1 милливольт, а выход сразу же зашкаливает под максимум – выдавая сразу напряжение питания. Как же тогда работать, если его зашкаливает от малейшего сигнала? А просто. Ну во первых зависит от задачи. Например если нам нужно сравнивать два сигнала, то один мы подаем на отрицательный вход, а другой на положительный. В данном случае выход нам покажет либо минимум напряжения, либо максимум, в зависимости от того больше сигнал на отрицательном входе или на положительном. Такой режим работы операционного усилителя называется компаратором. Я его применил недавно, чтобы отследить просадку напряжения питания на устройстве. Смотри на схему, видишь на минус у меня идет опорное напряжение со стабилитрона. Оно всегда равно 3.3 вольта – за этим следит стабилитрон. А вот на второй вход идет напряжение с делителя – оно зависит от общего напряжения питания. В нормальном режиме, когда на входе 12 вольт, то с делителя идет порядка 4 вольт, это выше чем 3.3 опорного и с компаратора выходит +5 вольт (максимум питающего). При просадке напруги ниже определенного порога с делителя начинает выходить уже менее 3.3 вольт и компаратор резко перекидывается в противоположное положение – 0 вольт (минимум питающего). Этот переход отслеживает микроконтроллер и дает сигнал тревоги.

Читайте также:  Как регулируются компьютерные кресла
Испльзование операционных усилителей

Если от операционного усилителя надо получить усиление, то нужно как то обуздать его бешеный коэффициент. Для этого ему добавляют отрицательную обратную связь. Т.е. берут и с выхода подают сигнал на отрицательный вход, подмешивая его к основному входному сигналу. В итоге, выходной сигнал вычитается из входного. А коэффициент усиления становится равным отношению резисторов на входе и выходе (смотри схему).

Но это далеко не все фишки которые умеет делать операционный усилитель. Если в обратную связь сунуть конденсатор, то получим интегратор, выдающий на выходе интеграл от функции входного сигнала. А если скомбинировать конденсатор с резистором, да индуктивность на вход… В общем, тут можно книгу писать, а занимается этими занятными процессами отдельная наука – автоматическое управление. Кстати, именно на операционных усилителях сделаны аналоговые компьютеры, считающие дифференциальные уравнения с такой скоростью, что все цифровые компы нервно курят в уголке.

Да, Вы совершенно верно это понимаете. Схема логического элемента с открытым коллектором показана на рис. 1. Для формирования выходного перепада напряжения к выходу элемента с ОК требуется присоединить нагрузочный резистор RH. Микросхемы ТТЛ с ОК применяются для обслуживания сегментов индикаторов, ламп накаливания, светодиодов. Нагрузку можно подключать к более высоковольтному источнику. Например: микросхема К155 ЛА11 позволяет подводить к выходному транзистору до 30 В.

Другое применение подобных микросхем и, на мой взгляд, более важное связано с выполнением логических операций. Логические элементы с открытым коллектором в отличие от сложных инверторов допускают параллельное подключение нескольких выходов к общей нагрузке. Объединение выходов называют монтажной (проводной) логикой, или так называемое «монтажное ИЛИ» . Рис. 2. Имея дело с монтажной логикой, следует учитывать, что каждый компонент схемы утрачивает самостоятельность и действует как элемент общей системы. Эта особенность нашла очень широкое применение при работе нескольких элементов на "общую шину".

Ссылка на основную публикацию
Что такое меандр в электронике
Электрический импульс — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей. Электрический импульс кратковременный всплеск электрического напряжения...
Чертеж углового дивана видео
Раздел Хранилище чертежей в большей части рассчитан на мастеров с опытом. Здесь вы можете скачать чертежи и проекты диванов и...
Чертеж шпинделя фрезерного станка
Чертёж общего вида с обозначением составных частей консольно-фрезерного станка 6Р81Г Общий вид с обозначением составных частей консольно-фрезерного станка модели 6Р81Г,...
Что такое механический электроподжиг в газовой плите
Сегодня газовые плиты отличаются от устаревших аналогов приятным для пользователей дополнением: на всех моделях установлена опция электроподжига, облегчающая ее включение...
Adblock detector