在電路中,使用電阻�電容充電,使電容的電壓緩慢上升一直到VCC,在還沒有到VCC�,芯片�(fù)位腳近似低電�,但是芯片�(fù)�,接近VCC�,芯片�(fù)位腳近高電平,�(dǎo)致芯片停止復(fù)�,此時�(fù)位完�,整個電路循�(huán)�(yùn)�.這個電路就叫做�(fù)位電�。它主要為了能保證微型機(jī)系統(tǒng)得到�(wěn)定可靠的工作�
單片�(jī)�(fù)位電路主要有四種類型:
(1)微分型復(fù)位電路:
(2)積分型復(fù)位電路:
(3)比較器型�(fù)位電路:
比較器型�(fù)位電路的基本原理。上電復(fù)位時,由于組成了一個RC低通網(wǎng)�(luò),所以比較器的正相輸入端的電壓比�(fù)相端輸入電壓延遲一定時�.而比較器的負(fù)相端�(wǎng)�(luò)的時間常�(shù)�(yuǎn)�(yuǎn)小于正相端RC�(wǎng)�(luò)的時間常�(shù),因此在正端電壓還沒有超過�(fù)端電壓時,比較器輸出低電平,�(jīng)反相器后�(chǎn)生高電平.�(fù)位脈沖的寬度主要取決于正常電壓上升的速度.由于�(fù)端電壓放電回路時間常�(shù)較大,因此對電源電壓的波動不敏�.但是容易�(chǎn)生以下二種不利現(xiàn)象:
(1)電源二次開關(guān)間隔太短�,�(fù)位不可靠�
(2)�(dāng)電源電壓中有浪涌�(xiàn)象時,可能在浪涌消失后不能�(chǎn)生復(fù)位脈��
為此,將改�(jìn)比較器重定電�,如圖9所�.這個改�(jìn)電路可以消除種現(xiàn)�,并減少第二種�(xiàn)象的�(chǎn)�.為了徹底消除這二種現(xiàn)�,可以利用�(shù)字邏輯的方法與比較器配合,�(shè)�(jì)的比較器重定電路。此電路稍加改�(jìn)即可作為上電�(fù)位與看門狗復(fù)位電路共同復(fù)位的電路,大大提高了復(fù)位的可靠��
(4)看門狗型�(fù)位電�.
看門狗型�(fù)位電路主要利用CPU正常工作�,定時�(fù)位計(jì)�(shù)�,使得�(jì)�(shù)器的值不超過某一�;�(dāng)CPU不能正常工作�,由于�(jì)�(shù)器不能被�(fù)�,因此其計(jì)�(shù)會超過某一�,從而產(chǎn)生復(fù)位脈�,使得CPU恢復(fù)正常工作狀�(tài).此復(fù)位電路的可靠性主要取決于軟件�(shè)�(jì),即將定時向復(fù)位電路發(fā)出脈沖的程序放在何處.一般設(shè)�(jì),將此段程序放在定時器中斷服務(wù)子程序中.然�,有時這種�(shè)�(jì)仍然會引起程序走飛或工作不正�.原因主要�:�(dāng)程序"走飛"�(fā)生時定時器初始化以及開中斷之后的�,這種"走飛"情況就有可能不能由Watchdog�(fù)位電路校正回�.�?yàn)槎〞r器中斷一真在�(chǎn)�,即使程序不正�,Watchdog也能被正常復(fù)�.為此提出定時器加�(yù)�(shè)的設(shè)�(jì)方法.即在初始化時壓入堆棧一個地址,在此地址�(nèi)�(zhí)行的是一條關(guān)中斷和一條死循環(huán)語句.在所有不被程序代碼占用的地址盡可能地用子程序返回指令RET代替.這樣,�(dāng)程序走飛�,其�(jìn)入陷阱的可能性將大大增加.而一旦�(jìn)入陷�,定時器停止工作并且關(guān)閉中�,從而使Watchdog�(fù)位電路會�(chǎn)生一個復(fù)位脈沖將CPU�(fù)�.�(dāng)然這種技�(shù)用于�(shí)時性較�(qiáng)的控制或處理軟件中有一定的困難�
�(fù)位電路的Multisim仿真�(jié)果如圖所�。在圖中,當(dāng)電源電壓上升到一定值時,復(fù)位信號跳高使控制部分正常工作。圖中,處于上方的信號是電壓信號,處于下方的信號是復(fù)位信��
� �(fù)位電路波�
TMS320C5409型號DSP采用3�3V�1�8V電壓供電,其中I/O采用3�3V電壓,芯片內(nèi)核采�1�8V電壓,內(nèi)核采用低電壓供電可以降低整個芯片的工作功�。本節(jié)介紹TPS73xx系列的電壓轉(zhuǎn)換芯片,它們是TI公司為了配合C54xx系列DSP而專門�(shè)�(jì)的電壓轉(zhuǎn)換芯��
TPS73xx系列的電壓轉(zhuǎn)換芯片包�3種固定輸出電壓的�(wěn)壓器:TPS7333�3�3V)、TPS7348�4�85V)以及TPS7350�5V�。同�,該系列還提供輸出可�(diào)的低降落�(wěn)壓器(LDO)TPS7301�1�2�9�75V)。此�,TPS73xx系列的LDO和早期的LDO電壓�(zhuǎn)換芯片相比有許多�(yōu)�(diǎn),例如改�(jìn)節(jié)省功率的�(guān)斷方�,增加電源電壓監(jiān)控功能等�
常規(guī)的LDO�(wěn)壓器采用PNP通路元件。PNP通路元件的基流正比于通過�(wěn)壓器的負(fù)載電�,其�(shí)際工作電流比典型的靜�(tài)電流與負(fù)載電流關(guān)系曲線中給出的電流大。因此,采用PNP通路元件的電壓轉(zhuǎn)換芯�,可能會�(dǎo)致常�(guī)的LDO�(wěn)壓器�(jìn)人降落狀�(tài),從而使電流趨于飽和,為了維持負(fù)載電�,此時PNP通路元件的基極電流就會增�。如果這種情況�(fā)生在芯片上電期間,會�(dǎo)致較大的啟動電流,而限制的電源電流無法滿足啟動電路,將使啟動失�。因�,當(dāng)�(fù)載變化時,常�(guī)LDO�(wěn)壓器可能無法正常工作�
TPS73xx系列LDO克服了常�(guī)LDO�(wěn)壓器的弊�,它具有非常低的靜態(tài)電流,即使對于變化較大的�(fù)�,靜�(tài)電流仍能保持�(wěn)�。TPS73xx系列LDO采用晶石金屬氧化物半�(dǎo)體(PMOS,Pachnolite Metal-Oxide-S emiconductor)晶體管來傳送電�。PMOS元件的柵極是電壓�(qū)動的,所要求的工作電流較�,且在全�(fù)載范圍內(nèi)其工作電流能保持不變。因而采用PMOS通路元件的電壓轉(zhuǎn)換芯�,即使穩(wěn)壓器處于降落狀況,靜態(tài)電流仍然保持較低�。所以當(dāng)�(fù)載發(fā)生變化時,TPS73xx系列LDO仍能正常工作�
TPS73xx的另一個特�(diǎn)是具有關(guān)斷特性。當(dāng)�(guān)斷時,可以使電源輸出處于高阻狀�(tài)(基本上等于反饋分壓電阻�,并使靜�(tài)電流減至0�5μA以下。當(dāng)不使用關(guān)斷特性時,器件對使能端的躍變可以迅速做出反�(yīng),通常�120μs之后可重新建立起�(wěn)定的輸出電壓�
TPS73xx上電�,輸出電壓跟蹤輸入電壓。由于R巳SET輸出是漏極開路的NMOS,所以應(yīng)�(dāng)使用上拉電阻,以確保顯示邏輯信號為高電平。因�,當(dāng)輸入電壓接近有效RESET信號所需的最小值(250時規(guī)定為1�5V,在整個推薦工作范圍內(nèi)�1�9V)時,RESET輸出有效(低電平�;當(dāng)輸出電壓�(dá)到合適的正向輸入門限時�200μs(典型值)的超時周期開始(在此周期�(nèi),RESET輸出保持低電平);一旦超時周期結(jié)束,RESET輸出便變?yōu)闊o��
在欠壓狀�(tài)�,TPS73xx的RESET輸出能啟動復(fù)位信�,該信號能實(shí)�(xiàn)對DSP的復(fù)位。TPS73xx通過�(nèi)部的比較器來�(jiān)視穩(wěn)壓器的輸出電�,從而檢測輸出電壓是否處于欠壓狀�(tài)。當(dāng)欠壓狀�(tài)�(fā)生時,RESET輸出晶體管導(dǎo)�,使RESET信號�?yōu)榈碗娖健?/FONT>
TPS73xx電源掉電�,電源電壓監(jiān)控功能將被激�。當(dāng)輸人電壓下降且達(dá)到降落電壓時,輸出電壓將隨輸人電壓的下降而線性地下降。當(dāng)輸出電壓降至低于�(guī)定的�(fù)向輸人門限以下時,RESET輸出�?yōu)橛行Вǖ碗娖�?。如果輸人電壓降至有效RESET所需的最小值以�,那么RESET是不確定�。因?yàn)殡娐肪哂斜O(jiān)視穩(wěn)壓器輸出電壓的功能,所以RESET輸出可以被禁止穩(wěn)壓器觸發(fā),或者被任何能導(dǎo)致輸出降至規(guī)定的�(fù)向輸人門限以下的故障狀�(tài)(如輸出短路和低輸入電壓等)觸發(fā)。如果輸出電壓恢�(fù)正常(如故障排除�,穩(wěn)壓器恢復(fù)正常供電�,內(nèi)部定時器將被啟動,它將在200μs(典型值)的超時周期內(nèi)使RESET信號保持有效�
TPS73xx電路中輸入和輸出電容的選�。TPS73xx不需要輸入電�。但�(dāng)它離電源的距離大于幾英寸時,瓷片旁通電容(0�047pF�0�1μF)可以改�(jìn)�(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。如果有快速上升時間的大負(fù)載瞬變(�(shù)百毫安),就必須使用大容量的電解電容。通常必須選擇與TPS73xx相匹配的輸人和輸出電容。如果輸入和輸出電容選擇不適�(dāng),那么瞬變負(fù)載或電源脈沖可能�(dǎo)致TPS73xx�(fù)位信號的�(chǎn)�。如果使用的ESR輸出電容較高,那么快�5μs的負(fù)載瞬變可能產(chǎn)生TPS73xx�(fù)位信�。如果瞬變寬度很�,那么瞬變期間內(nèi),輸出電壓的尖峰可以低于�(fù)位門限而不觸發(fā)TPS73x的復(fù)位電�。在觸發(fā)�(fù)位電路之��1μs的瞬變必須降至比門限低500mV�2μs的瞬變可以在剛好低于門�400mV處觸�(fā)RESET。ESR的輸出電容低,可以通過減少瞬變期間輸出電壓的下降而有助于正常工作,當(dāng)�(yù)期可能發(fā)生快瞬變時,�(yīng)�(dāng)使用低ESR的輸出電��
TPS73xx與外部設(shè)備的連接。為了保證穩(wěn)壓器正常工作,外部設(shè)各的傳感器輸出端必須連接到TPS73xx�(wěn)壓器的輸入端,在TPS73xx系列電壓�(zhuǎn)換芯片的�(nèi)�,電源通過電阻分壓�(wǎng)�(luò)連接至高阻寬帶放大器,噪聲拾取反饋通至�(wěn)壓器輸出,這兩個端�(diǎn)之間的連線�(yīng)盡可能短。但是遠(yuǎn)程檢測時,外部設(shè)各的傳感器輸出端可以在關(guān)鍵處�(jìn)行連接,以改�(jìn)連接的性能。連接的布線方式應(yīng)該盡量避免噪聲拾取或使噪聲拾取為最�。盡量不要在傳感器與�(wěn)壓器輸出之間加RC�(wǎng)�(luò)來濾除噪�,因?yàn)檫@樣可能會引起�(wěn)壓器振蕩。TPS7301的硬件連接如圖1所示�
�1 TPS7301的連接
�1的外部電阻分壓器可調(diào)整穩(wěn)壓器輸出電壓??刂品€(wěn)壓器輸出電壓的關(guān)系如下:
電阻R1和R2選擇的準(zhǔn)則是使得分壓器電流近似于7μA。推薦的R2的阻值為169kΩ,R1的阻值根�(jù)所需的輸出電壓來�(diào)整(一般為82kΩ�。因?yàn)镕B端的漏電流會引起誤差,所以應(yīng)�(dāng)避免使用較大值的R1與R2。根�(jù)上述�(guān)系式可得到R1的表�(dá)�,R1=(V0/VREF-1)×R2,得到不同輸出電壓對�(yīng)的R1阻值如表所�,表中電阻單位為KΩ�
� 輸出電壓
注:符合表中阻值的電阻屬于高精度電�。實(shí)際中可以使用普通阻值的電阻,例�,對�1�8V電壓輸出,可以選擇R1�82kΩ與R2�180kΩ的��
TPS7333的應(yīng)用和TPS7301的應(yīng)用基本一致,請參照有�(guān)芯片手冊。詳�(xì)的TPS7301和TPS7333的電壓轉(zhuǎn)換連接如圖2所示�
�2 TPS7301和TPS7333的連接
很多�(chǎn)品要求輔助直流輸出為外部器件或子系統(tǒng)提供電源。如果這些子系�(tǒng)是熱連接的,一定要保護(hù)輔助輸出免于短路。采用熔絲的方案反應(yīng)是遲鈍的,并且導(dǎo)致內(nèi)部直流電壓軌電壓下降,可能影響到主系�(tǒng)�
如圖所示的電路,提供了脈沖電流將其限制在非常低的成本。它可以處理輸出的瞬間或持續(xù)短路。輸入范圍的影響僅僅是很小的干擾(glitch)(在數(shù)百微秒內(nèi)的幾百毫�)。U1是施密特觸發(fā)脈沖反相�(74HC14),Q2是開�(guān),而RSENSE是電流感�(yīng)電阻。對該電路而言,VIN=12 V,并且該電路被設(shè)�(jì)成負(fù)載電流為0.6A�
在通常條件�(�(fù)載電流小�500mA)Q1�(guān)�,V1=0 V,V2=0V,C1放電,而V3=5V,Q3、Q2打開,并且VOUT=12V�
如果�(fù)載電流上升到大于0.6A,Q1打開,V1增大,而C1在很小的時間常數(shù)(C1×R1)下通過D1充電。當(dāng)V2增大到大�74HC14的斷路點(diǎn)上限�,V3下降,并且Q3、Q2�(guān)�,而負(fù)載電流變?yōu)�?。然�,Q1�(guān)閉,V1開始下降,而C1在較大的時間常數(shù)(C1×R2)下放電。在較長的周�(依賴于C1和R2)以后,V2變低,V3的開�(guān)變高,而串�(lián)的開�(guān)�(Q2)打開�
如果持續(xù)短路,該脈沖開關(guān)連續(xù)打開和關(guān)�。對于高電流的應(yīng)用而言,RSENSE上的功耗成為問�。所�,Q1可以用高端電流傳感器來代�,該傳感器有放大作用(類似Zetex的ZXCT1021),具有適�(dāng)?shù)碾娐犯倪M(jìn)。D2是用于當(dāng)電源被關(guān)閉時C1放電的保�(hù)二極管。Q2具有足夠的額定電�(4�5A)。設(shè)�(jì)師也可以考慮施密特觸�(fā)器短路點(diǎn)的容�。Q2也可以用P溝道MOSFET來代替,從而具有更低的正向壓降。對更高的電�(例如24V),MOSFET�-源應(yīng)該被保護(hù):其不可以超過齊納二極管的擊穿電��
�(dāng)輸出�1Ω電阻短路時,得到的V2�2�3.2V之間的鋸齒波,其上升時間�500μs,延遲時間是1s。輸出電流脈沖的幅度大約�1.5A持續(xù)500μs,而在輸入幅度的干擾是0.2V持續(xù)500μs。C1可以是一個較低的�(�0.47μF),以此來減小短路電流的脈沖寬��
維庫電子�,電子知識,一查百��
已收錄詞�170104�