减少电阻器数量

电器工程 引领 电阻器
2022-01-31 20:25:43

我对减少电阻器的数量有疑问......好吧,如果我给你看原理图会更好。这是我的第一个方案: 多个电阻

这就是我所拥有的。问题是,我知道当时只有一个 LED 会点亮,所以我想我为什么不只使用一个这样的电阻: 一个电阻

所以在我制定了这个方案之后,我尝试在 Multisim 中运行仿真,所有的 LED 都在快速点亮和熄灭,并且 radnom。所以我的问题是:我在这里做错了吗?如果我这样做了,我做了什么?如果我没有做错任何事,你有什么我应该遵循的提示(比如在这种情况下我可能会忽略的一些事情)吗?

谢谢 :)

3个回答

我还没有查看您的 4017BD 芯片,但是如果顶部电路工作正常,那么只要一次只点亮一个 LED,就像你说的那样,底部电路应该工作得一样好。如果不小心点亮了不止一个,则不会损坏任何东西。但是,两个 LED 的亮度会很低,并且可能不会完全相等。

如果您在任何时候确实只有一个 LED 亮起,那么它们应该是等效的。仔细检查您的模拟。有可能在复制粘贴和网络编辑中,您在这两个原理图之间进行了翻译,一些网络最终具有相同的名称并且是隐式连接的,从而导致结果混乱。

这也可能是 LED 型号的问题。在第二个版本中,阴极处于非零电压。为便于计算,假设驱动电流为 10 mA,该节点为 3.3V,非驱动 LED 的阳极为 0V。(在大多数情况下,这应该不是问题,但请查看 LED 的数据表以了解反向电压额定值。LED 不是 1n400x 整流器;它们对反向偏置更敏感。) LED 是否额定用于小反向电压与否,这将产生极小的泄漏电流。我不确定 Multisim 如何确定 LED 是否亮起 - 如果它是天真的

if (0 != current) {
  led_is_lit = true;
}

某种判断,那么您可能会在错误的情况下看到点亮的 LED。这不太可能;NI通常相当不错。LED 型号指定错误的可能性更大。

无论如何,如果你怀疑你的模拟结果,而且你的零件这么便宜,最好的测试就是构建电路并尝试一下!

最可能的影响是复位电路正在经历“竞争条件”。

使用真实设备进行检查将是一个非常好的主意。

ONSEMI CD14017BD 数据表中的 TI CD4017数据表

请注意,如您的电路中所示,Q7 到 Mr 的连接是严格“非法的”,并且会产生“任何事情都可能发生”的竞争条件。

因为:

  • 当 Mr 看到重置条件时,它会立即启动重置过程,从而消除导致它的条件。内部寄存器的复位可能比 IC 对 Q7 的置低要慢——在这种情况下,您有一组未定义的内部条件。

  • 复位脉冲宽度在 5 V 时最差情况下为 500 ns,复位至解码输出传播延迟典型值为 500 ns,在 5V 时最差情况下为 1 us,没有指定最小值,并且受容性和电阻性负载的影响...

  • 该计数器是一个 5 级 Johnson 计数器,有 5 个触发器,但有 10 个输出,因此,与需要 10 个触发器的阶段不同,需要将其设为 0 并且一次只有一个“高输出”,这里我们有打开和关闭触发器的混合解码以提供单个输出,并且重置一些可能会导致(不涉足约翰逊解码逻辑)不同且可能不明显相关的新状态

将 Q7 中的 RC 延迟添加到 Mr 复位电路使得在实践中可能发生正确的复位。

  • 详细信息:同样非法的 [tm] :-) 可以通过将 Q7 与 Mr 之间的电阻器和 Mr 与地之间的小电容器连接来获得实际效果更好的结果。例如,说 1k Q7-Mr 和 0.1 uF Mr 接地在复位线中给出了 100 us 的时间常数。也许 10k 和 10 nF 在现实中或某些混合中也可以正常工作 - 最大可容忍复位延迟取决于时钟速度,但在您的情况下,1 Hz 时钟使其“相当宽容”。

    这确保了在从 Q7 移除之后,Mr 上仍保持高电压。
    Vih 和 Vil 规范以这样的方式重叠,你不能保证如果 Vih 刚刚达到然后缓慢下降,那么 Vih 将保持一小段时间(从而允许重置正常进行)但实际上这更有可能与一个 RC 延迟比没有一个。


根据您的模拟器有多好,它可能会响应您正在应用 (5-VLED)/330 - V 的事实???到所有关闭的输出 - 这在理论上可能会导致奇怪的结果,因为没有正式的统计用于将电压施加到输出中。我说V???因为您没有说明 LED 颜色或 Vf,这会影响潜在结果。

这实际上是非常不确定的,因为您实际上是在向后偏置所有关闭的 LED。如果它们是 Si 二极管,它们将不会导通。如果它们是“真正的 LED”,它们将不会有主要的传导,直到它们达到反向击穿 = 比这里高一些。在模型中,任何事情都可能发生。


仅感兴趣 - 输出加载:

CD4017 的最大指定驱动电流是适中的,许多用户超过了它 - 通常不受惩罚,但如果 Murphy 决定玩游戏,你可以毫无怨言。在数据表中,您将看到在 5V 时,您可以在 25C 时消耗 4.2 mA 的典型电流和 2.5 mA 的最小值,使用 5V 电源并且输出负载降至 2.5V。
如果 Vf = 2V(红色),则 I LED 在 5V = (5-2)/330 = 9 mA 并且 I LED 在 2.5V 负载 = (2.5-2)/330 = 1.5 mA。因此,Voutput 典型值将在 2.5V 至 5V 范围内。