Question:
Diminution du débit de données avec optoisolateur de sortie logique
calcium3000
2019-09-24 23:57:06 UTC
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J'utilise un optoisolateur de type sortie logique ( H11L1S) qui a un débit de données nominal de 1 MHz, mais en pratique je ne parviens même pas à atteindre 100 kHz.Où vais-je mal?Ce débit de données maximal est-il impossible à atteindre?

Voici le circuit concerné:

Schematic

Je conduis la LED à 2,8 mA, ce qui est bien au-dessus du courant d'allumage minimum de 1,6 mA (plus une bande de garde de 10% suggérée par la fiche technique).Q18 est un NPN pré-biaisé avec une résistance de base 2K2 et une résistance à la traction de 47K.Ci-dessous se trouve une capture du signal d'horloge ( ADC_SCK , jaune) et de la cathode LED (bleue).Une fois le transistor désactivé, la tension de la cathode prend plus de \ $ 5 \ mu s \ $ pour atteindre + 3V3 - c'est-à-dire que la LED s'éteint très lentement - de sorte que lele récepteur n'enregistre pas le changement d'état.

Clock, opto signals

Cela signifie que le circuit du côté actif ( ADC_SCLK , bleu) voit une horloge très lente:

Received clock

À quoi sert toute l'activité FET?S'agit-il finalement d'une seule entrée logique?Serait-il en fait plus simple et plus rapide de le coupler directement à une entrée logique CMOS?
@pjc50 Bon point - il se connecte simplement directement à une seule entrée IC.Je l'avais là-bas dans la phase de grattage du poulet, mais il aurait dû être retiré.
Vous avez oublié de spécifier les valeurs sur les composants (résistances?) Près de l'entrée ADC_SCK.
@DmitryGrigoryev En effet - c'est fait.
Cinq réponses:
brhans
2019-09-25 00:03:45 UTC
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Jetez un autre coup d'œil à la fiche technique, en particulier à la valeur de la résistance pull-up R L "recommandée".
Cela fait 270 Ohms, pendant que vous utilisez 15k.

Cet appareil génère très peu de courant (le cas échéant) lorsque la sortie est élevée, de sorte que le temps de montée que vous voyez est directement proportionnel à la résistance pullup R L que vous utilisez (combinée avecla capacité de grille de votre Q40 et les parasites).

Ah, bon appel.Mais cela ne devrait pas affecter les temps de chute lents des LED, non?Ai-je besoin d'un circuit push-pull là-bas?
Le temps de transition de la tension LED n'est pas important - c'est le courant qui compte.La chute de tension est presque constante lorsque la LED est allumée, donc le temps de montée lente que vous voyez est quand il est déjà éteint.
CL.
2019-09-25 15:13:54 UTC
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Le circuit de test du temps de commutation de la fiche technique liée montre que la LED est contrôlée avec un driver push / pull avec un temps de montée / descente de 10 ns:

Everlight H11L1 switching time test circuit

Votre pilote open-collector ne pourra pas gérer cela.Pensez à utiliser un inverseur logique (par exemple, (SN) 74AHC1G14) à la place.

De plus, le circuit utilise un condensateur d'accélération.La note d'application de Fairchild Optocoupleur haute vitesse et ses caractéristiques de commutation H11LxM, H11NxM montre qu'il devrait être de 470 pF.Cependant, ne devrait pas être nécessaire pour 100 kHz.

La résistance pull-up de sortie doit être plus petite.Q40 inverse simplement le signal;vous pouvez l'omettre si vous utilisez un tampon non inverseur pour piloter la LED (ou si vous utilisez un PNP pour piloter l'anode).

Ce tampon a certainement fait l'affaire du côté des LED!
Dmitry Grigoryev
2019-09-25 19:00:50 UTC
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Une fois le transistor éteint, la tension de la cathode met plus de 5 μs pour atteindre + 3V3 - c'est-à-dire que la LED s'éteint très lentement

Le problème ici est que le transistor ne s'éteint pas instantanément après être en saturation.Vous pouvez réduire l'effet soit en réduisant la valeur de la résistance de base, en mettant un petit condensateur d'accélération en parallèle avec la résistance de base, soit en utilisant une pince Baker:

enter image description here

Le FET contribue également à la distorsion du signal ADC_SCLK, donc je verrais s'il pourrait être évité ou remplacé par un IC tampon / inverseur si vous avez besoin d'augmenter le fan-out.L'utilisation d'une résistance pull-up recommandée sur la sortie de l'opto-isolateur est également essentielle si vous vous attendez à ce que la fréquence soit proche du maximum nominal.

Justme
2019-09-25 00:44:13 UTC
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Le FET peut tirer mais il ne peut pas descendre.Il n'y a que la résistance de 15k à abaisser.C'est le bord descendant à R187 qui est lent.

rdtsc
2019-09-25 01:01:31 UTC
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Pour accélérer la saisie de l'opto, deux choses peuvent être faites.

  1. Diminuez R189 à 150Ω pour fournir ~ 10mA à la LED lorsque ADC_SCK est actif. (3,3 v - 1,15 v) / 10 mA = 143,3 Ω
  2. Ajoutez une petite capacité "d'accélération" sur R189. Pour Z = 50Ω et R189 = 150Ω, Xc doit être:

\ $ 150Ω || X_C = 50Ω \ $

\ $ \ frac {1} {150Ω} + \ frac {1} {X_C} = \ frac {1} {50Ω} \ $

\ $ 0,00 \ overline 6 + \ frac {1} {X_C} = 0,02 \ $

\ $ 0,02 - 0,00 \ overline 6 = 0,01 \ overline 3 \ $

\ $ \ frac {1} {0.01 \ overline 3} = 75Ω \ $

\ $ X_C = \ frac {1} {2 \ pi fC} \ $ , en branchant 1MHz pour \ $ f \ $ ,

\ $ 75Ω = \ frac {1} {2 \ pi \ cdot 1M \ cdot C} \ $ et résolution pour C:

\ $ 75Ω \ cdot 2 \ pi \ cdot 1M = \ frac {1} {C} \ $

\ $ 471 238 898.038 = \ frac {1} {C} \ $

\ $ C \ environ 2,2 \ $ nF

Vous pouvez également ajouter un petit plafond d'accélération sur la résistance non étiquetée sur la base du Q18-A. Cependant, notez dans la fiche technique qu'il spécifie le maxiumum \ $ t_ {on} \ $ et \ $ t_ {off} \ $ de 4µs. \ $ \ frac {1} {4µs} \ $ = 250 kHz, pas 1 MHz!

Merci!J'essaierai le plafond d'accélération.Q18 est un NPN double pré polarisé, donc la résistance de base n'est pas disponible.Et j'ai vu que \ $ 4 \ mu s \ $ sur la fiche technique!Je ne savais pas comment ils pouvaient revendiquer 1 MHz - je pensais qu'ils avaient peut-être des trucs comme: "Eh bien, nos circuits de sortie peuvent basculer à 1 MHz - la LED ne peut tout simplement pas basculer aussi vite. Mais imaginez si elle le pouvait!"
@calcium3000 Il n'y a rien de mal à ce que les temps Ton / Toff soient plus longs que la période de débit de données, cela signifie simplement que le signal de sortie sera retardé.contribution.De plus, un débit de données de 1 MHz est une valeur ** typique **, tandis que les temps Ton / Toff sont spécifiés pour le ** pire ** des cas.


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Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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