Sortie à trois états à trois niveaux analogiques?

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Existe-t-il un circuit qui peut transformer une sortie à trois états (bas, haut-Z, haut) en trois niveaux de tension?

Idéalement, le circuit n'utilisera que des passifs et des diodes.

Un simple diviseur de tension sur la broche ferait-il l'affaire?

             Vdd
              |
              R
              |
tri-state-----+-------out
              |
              R
              |
             Vss
analog tri-state fadedbee
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wow, cela semble assez trippant. Y a-t-il une autre partie du système avec laquelle nous pouvons travailler pour obtenir les mêmes résultats? Pouvez-vous développer le reste de ce avec quoi vous travaillez, peut-être avec un schéma? Il peut y avoir un moyen plus simple.
KyranF
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Si vous conduisez une charge, vous voudrez peut-être utiliser un tampon d'ampli-op après le signal "out".
KyranF
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Un transistor n'utilise pas correctement les niveaux de tension, comment pensez-vous que cela fonctionnera? Un ampli-op défini comme un simple "tampon de tension" signifie que vous pouvez connecter une LED à la sortie de l'ampli-op et qu'il reflètera le niveau de tension à l'entrée, comme sortie, mais qu'il pourra également piloter le courant correctement. les diviseurs de tension ne peuvent pas conduire le courant correctement, à travers une LED, et conserver leurs niveaux.
KyranF
1
Si vous souhaitez atténuer une LED, vous pouvez le faire sans aucun circuit sophistiqué - utilisez PWM pour le faire!
Nick Johnson
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@NickJohnson: PWM sans filtre de reconstruction analogique n'obscurcit pas une LED ... cela provoque une réduction de la sortie lumineuse moyenne , qui semble atténuée à l'œil humain, mais cela est dû à la persistance de la vision. D'autres capteurs de lumière n'ont généralement pas de persistance de la vision.
Ben Voigt

Réponses:

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Oui, vous pouvez connecter un diviseur de tension à la broche de sortie, par exemple, en utilisant des résistances égales. Cela vous donnera la moitié de la tension d'alimentation lorsque la sortie est HIGH-Z, et la normale HIGH et LOW lorsque la sortie est dans ces états. Deux résistances, aucune diode nécessaire.

John Honniball
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7

Un simple diviseur potentiel fonctionnera et est couramment utilisé pour cela.

Niveaux Vhigh, Vlow, Vdd / 2 pour 1,0, Z respectivement.

N'oubliez pas que la transition de 0/1 à Z sera relativement lente car elle n'est pas activement entraînée (juste la constante de temps RC); ou en d'autres termes, l'état Z a une faible capacité d'entraînement (5kΩ résistance à la source).

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

akellyirl
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Notez que la puissance d'entraînement de l'état Z sera également beaucoup plus faible, car elle a l'équivalent de la résistance de la série 5k plutôt que la résistance beaucoup plus faible du pilote de porte.
Nick Johnson
L'ajout d'une troisième résistance en série avec la sortie à 3 états permettra un contrôle supplémentaire sur le comportement de sortie; l'ajout d'une quatrième résistance directement de la sortie au VDD ou au VSS permettra d'établir les trois niveaux de tension souhaités.
supercat
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J'utilise le même arrangement dans le laboratoire d'électronique numérique pour démontrer à mes étudiants l'idée de la sortie à trois états (du tampon unidirectionnel 74LS244). Pour visualiser directement l'état de sortie, nous connectons deux LED en série à chaque résistance. Ainsi, lorsque la sortie est désactivée (HI), les deux LED s'allument. À basse ou haute tension de sortie, l'un d'eux est shunté par le transistor interne et s'éteint. Nous connectons également un réseau LED (deux LED - rouge et verte, en parallèle) entre les sorties de la puce et du diviseur de tension. De plus, nous remplaçons le diviseur de tension par un potentiomètre et déplaçons son curseur; à l'état HI, il produit une tension variant entre les rails.

Vous pouvez remplacer le diviseur de tension par une résistance connectée entre la sortie et une certaine tension entre les rails (généralement, 1 / 2Vcc). En laboratoire, nous le connectons à la sortie d'un générateur d'impulsions (lorsque la sortie est en état HI, nous voyons les impulsions; sinon nous voyons une tension haute ou basse en fonction du signal d'entrée).

Fantasme de circuit
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1

Il est possible d'avoir une sortie basse / flottante / haute aux trois tensions entre les rails en utilisant le circuit à quatre résistances illustré ci-dessous (notez qu'une seule des résistances R4 sera nécessaire; laquelle dépendra de la tension de sortie souhaitée lorsque la sortie est flottant). Le circuit ci-dessous produira 1/2/3 volts lorsque la sortie est basse / flottante / haute.

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

En supposant que VS est la haute tension d'alimentation / sortie, et que les tensions supérieure / moyenne / inférieure souhaitées sont respectivement VT, VM et VB, affectez des valeurs à R1 et R2 telles que R1 / R2 = VB / (VS-VT) [dans ce exemple, 10k / 20k = 1V / (5V-3V)]. Les résistances peuvent être agrandies de haut en bas ensemble comme cela est pratique. Ensuite, affectez R3 de sorte que VB / R1 + VB / R3 = (VS-VB) / R2 [dans cet exemple, 1V / 10K + 1V / 10K = (5V-1V) / 20K.] Cela fera que la sortie donnera le des tensions correctes pour les cas «haut» et «bas», mais pas nécessairement pour le cas «flottant».

Si les tensions «flottantes» sont trop faibles, ajoutez R4a pour l'augmenter; s'il est trop haut, ajoutez R4b pour le baisser. Dans cet exemple, il est nécessaire d'augmenter la tension. Lorsque la sortie est à la tension correcte, 0,2 mA passera par R1 et 0,15 mA par R2. Cela signifie que 0,05 mA doit circuler à travers la chaîne de série de R4a + R3 qui a 3 volts à travers elle, donc la résistance totale de cette chaîne doit être de 60K; R4a doit donc être 50K.

supercat
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Une idée intéressante ... comme un circuit en pont où nous court-circuitons les jambes supérieures ou inférieures du demi-pont gauche (R4a-R4b) et observons la sortie du demi-pont droit (R2-R1) ... En fait, le le diviseur de tension R4a-R4b n'agit que lorsque la sortie est en état HI; sinon, il est annulé par le transistor fermé. Mais il y a toujours quelque chose d'étrange dans cette connexion d'un circuit à haute résistance après un puissant étage CMOS ...
Circuit fantasist
1
Le R4a / R4b n'est pas conçu comme un "diviseur de tension"; l'idée est que seul l'un ou l'autre serait peuplé; la résistance 1G est destinée à représenter un circuit ouvert.
supercat