Подтягивающий резистор - Pull-up resistor

Эта статья включает в себя список общих использованная литература, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшить эта статья введение более точные цитаты. (Январь 2015) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Когда переключатель разомкнут, напряжение на входе затвора повышается до уровня Vin. Когда переключатель замкнут, входное напряжение на затворе падает на землю.

В электронном логические схемы, а подтягивающий резистор или понижающий резистор это резистор используется для обеспечения известного состояния сигнала. Обычно он используется в сочетании с такими компонентами, как переключатели и транзисторы, которые физически прерывают подключение последующих компонентов к земля или чтобы V_CC. Когда переключатель замкнут, он создает прямое соединение с землей или V_CC, но когда переключатель разомкнут, остальная часть схемы будет оставаться плавающей (то есть, она будет иметь неопределенное напряжение). Для переключателя, который подключается к земле, подтягивающий резистор обеспечивает четко определенный Напряжение (т.е. V_CC, или высокий логический уровень) по остальной части схемы, когда переключатель разомкнут. И наоборот, для коммутатора, который подключается к V_CC, понижающий резистор обеспечивает четко определенное напряжение заземления (то есть логический низкий уровень), когда переключатель разомкнут.

Открытый переключатель не эквивалентен компоненту с бесконечным импедансом, так как в первом случае стационарное напряжение в любом контуре, в котором он задействован, больше не может быть определено с помощью Законы Кирхгофа. Следовательно, напряжения на этих критический компоненты (такие как логический вентиль в примере справа), которые находятся только в контурах с открытым переключателем, также не определены.

Подтягивающий резистор эффективно создает дополнительную петлю над критически важными компонентами, обеспечивая четкое определение напряжения даже при разомкнутом переключателе.

Чтобы подтягивающий резистор служил только этой цели и в противном случае не создавал помех в цепи, необходимо использовать резистор с соответствующим сопротивлением. Для этого предполагается, что критические компоненты имеют бесконечное или достаточно высокое сопротивление, что гарантировано, например, для логических вентилей из Полевые транзисторы. В этом случае, когда переключатель разомкнут, напряжение на подтягивающем резисторе (с достаточно низкий импеданс) практически исчезает, и схема выглядит как провод, подключенный к V_CC. С другой стороны, когда переключатель замкнут, подтягивающий резистор должен иметь достаточно высокий сопротивление по сравнению с замкнутым переключателем, чтобы не влиять на соединение с землей. Вместе эти два условия можно использовать для получения подходящего значения импеданса подтягивающего резистора, но обычно получают только нижнюю границу, предполагая, что критические компоненты действительно имеют бесконечный импеданс. Резистор с низким сопротивлением (относительно схемы, в которой он находится) часто называют «сильным» подтягивающим или понижающим; когда цепь разомкнута, он очень быстро подтягивает выходной сигнал к высокому или низкому уровню (точно так же, как напряжение изменяется в RC схема ), но потребляет больше тока. Резистор с относительно высоким сопротивлением называется «слабым» подтягивающим или понижающим; когда цепь разомкнута, он будет увеличивать или уменьшать выходной сигнал медленнее, но потребляет меньше тока.

Приложения

Подтягивающий резистор может использоваться при подключении логических элементов к входам. Например, входной сигнал может быть затянут резистором, затем можно использовать переключатель или перемычку для подключения этого входа к земле. Его можно использовать для получения информации о конфигурации, для выбора параметров или для поиска и устранения неисправностей устройства.

Подтягивающие резисторы могут использоваться на логических выходах, где логическое устройство не может подавать ток, например открытый коллектор TTL логические устройства. Такие выходы используются для управления внешними устройствами, для функции проводного ИЛИ в комбинационная логика или для простого способа управления логической шиной с несколькими подключенными к ней устройствами.

Подтягивающие резисторы могут быть дискретными устройствами, установленными на той же печатной плате, что и логические устройства. Много микроконтроллеры предназначенные для встраиваемых систем управления, имеют внутренние программируемые подтягивающие резисторы для логических входов, поэтому требуется не так много внешних компонентов.

Некоторыми недостатками подтягивающих резисторов являются дополнительная мощность, потребляемая при прохождении тока через резистор, и меньшая скорость подтяжки по сравнению с активным источником тока. Некоторые логические семейства восприимчивы к источник питания переходные процессы, вводимые на логические входы через подтягивающие резисторы, которые могут вынудить использовать отдельный фильтрованный источник питания для подтягивающих.

Понижающие резисторы можно безопасно использовать с CMOS логические вентили, потому что входы управляются напряжением. TTL логические входы, которые остаются неподключенными, по своей природе имеют высокий уровень и требуют понижающего резистора с гораздо меньшим номиналом, чтобы установить низкий уровень на входе. Стандартный вход TTL с логической «1» обычно работает при исходном токе 40 мкА и уровне напряжения выше 2,4 В, что позволяет использовать подтягивающий резистор не более 50 кОм; в то время как вход TTL при логическом «0» будет потреблять 1,6 мА при напряжении ниже 0,8 В, что требует понижающего резистора менее 500 Ом.^[1] Удержание неиспользуемых входов TTL на низком уровне потребляет больше тока. По этой причине в схемах TTL предпочтительнее использовать подтягивающие резисторы.

В биполярный Для семейств логических схем, работающих при 5 В постоянного тока, типичное значение подтягивающего резистора составляет 1000–5000 Ω, исходя из требования обеспечить ток необходимого логического уровня во всем рабочем диапазоне температуры и напряжения питания. Для CMOS и MOS логика, можно использовать гораздо более высокие значения резистора, от нескольких тысяч до миллиона Ом, поскольку требуемый ток утечки на логическом входе невелик.

Смотрите также

• Логика с тремя состояниями

использованная литература

• Пол Горовиц и Winfield Hill, Искусство электроники, 2-е издание, Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Англия, 1989, ISBN  0-521-37095-7