En tant que modèle EE ultra simplifié de 1ère année, vous pouvez considérer une entrée déconnectée d'une puce CMOS comme un circuit RC.

Les minuscules courants de fuite de grille représentent le R, et les minuscules capacités de grille plus la capacité parasite du pad ou de la broche vers le monde extérieur étant les C.Modifiez suffisamment le champ EM externe sur la plaque extérieure du condensateur (bruit de terre, commutation d'autres traces de PCB à proximité, diaphonie du plot de connexion, rayons cosmiques, etc.) et vous pouvez changer la tension sur la porte du transistor.

Il n'est pas limité aux broches d'entrée MCU.D'autres entrées de puce CMOS fonctionnent également comme ceci.Fondamentalement, l'étage d'entrée CMOS est juste des bornes de porte de deux MOSFET.La porte FET est essentiellement isolée, mais la porte doit avoir une tension par rapport à la source FET pour que le FET s'allume.La porte FET est principalement composée de quelques picofarads de charge capacitive et ne consomme que très peu de courant de fuite, de sorte que même une source à haute impédance chargera rapidement quelques picofarads avec un faible courant pour avoir suffisamment de tension pour s'allumer.

L'impédance d'entrée peut être facilement polarisée par une fuite vers une tension continue ou par une capacité de trace vers une trace mutuelle avec une tension pulsée.Les portes CMOS ont une capacité d'entrée très faible (x pF) qui peut être dominée par des traces parallèles avec une piste et des intervalles de 10 mil, mais encore moins si l'entrée flotte près de Vdd / 2 à moins qu'il n'y ait un pilote de résistance.

Cela dépend donc de la capacité de diaphonie et de la tension de fuite d'auto-polarisation.Généralement, 1M pullup est adéquat dans les environnements de plan de masse moins bruyants et 10k est utilisé dans les dispositions logiques plus bruyantes pour éviter les effets d'ondulation pendant la transition ou éviter les fausses entrées de diaphonie.Alors que les sorties CMOS vont de 20 à 75 Ohms pour la logique 74ALV à 74HC.

En bref: le bruit (signaux électromagnétiques externes) peut créer du courant sur les conducteurs.Ce courant induit une tension à travers une résistance selon la loi d'Ohm.Si la tension induite est suffisamment élevée, le tampon d'entrée verra que c'est logique haut.De même, si la tension induite est suffisamment négative, le tampon d'entrée la verra comme logique-basse.

Une impédance élevée signifie en fait une très haute résistance.

Et les EMI peuvent provoquer la dislocation de petites charges. Pensez à une valve bouchée sur un pneu de vélo. Si vous mettez votre pompe avec un manomètre en marche et donnez de la pression, la pression monte facilement à des valeurs très élevées sans effectuer beaucoup de travail. Lorsque vous relâchez le piston de la pompe, la pression chute aussi vite qu'elle a augmenté auparavant. Il n'y avait qu'une petite quantité d'air capable de se déplacer et n'avait nulle part où aller. Si la pression est ce que vous recherchez, (ce qui est en quelque sorte similaire à la tension), vous détecterez des changements brusques alors que peu de choses ont été faites.

Si la vanne n'est pas obstruée (c'est-à-dire qu'elle ne flotte pas), vous devez déplacer une charge beaucoup plus importante dans l'entrée pour modifier la pression. Pour garder cette analogie: une entrée non flottante (c'est-à-dire avec des résistances pull-up ou pull-down) est un tube de vélo avec des trous bien définis. Après y avoir déplacé des charges, une certaine pression s'accumule mais ne prévaudra que tant que vous maintenez les charges circulant en pompant constamment.

Une EMI est par exemple un corbeau atterrissant sur le piston de votre pompe. Si votre valve est bouchée, la pression augmentera et restera élevée jusqu'à ce que le corbeau voit une souris ou un chat et décide de s'éloigner.

Si la broche d'entrée est flottante et «courte», c'est une interférence de champ électrique qui provoque une fluctuation de tension sur la broche.Cela peut provenir de champs électromagnétiques, mais le problème est dominé par les perturbations du champ électrique de ce champ EM et le couplage capacitif à la broche flottante du MCU.

Lorsque la broche est en haute impédance, elle se présente comme une très petite capacité (quelques pF) et une résistance CC pratiquement infinie.La broche est vulnérable au couplage de bruit provenant de sources extérieures car il faut si peu de charge pour changer son état.

Le couplage du bruit peut être magnétique (inductif) ou capacitif.

Le cas où la main se rapproche de la broche flottante est un exemple de couplage capacitif: l'entrefer entre la broche et la main forme un condensateur, en série avec la capacité de la broche.Plus la main est proche, plus le diélectrique est petit, plus le condensateur de couplage est grand et plus le couplage se produit.

Le couplage inductif se produit lorsqu'un courant circule dans un circuit proche, créant un champ magnétique.Si celle-ci est suffisamment proche de la broche flottante, elle peut également s’accoupler et causer des problèmes.