¿Por qué poner una resistencia en serie con la línea de señal?

Question

Muchas veces en los circuitos veo una resistencia colocada en serie en una línea de señal y a veces incluso en serie con la línea VDD de una MCU. ¿La intención de esto es suavizar el ruido en la línea? ¿Cuál es la diferencia con el uso de un pequeño tapón, como un .1µF para hacer lo mismo?

Answer 1

Dos razones comunes son la integridad de la señal y la limitación de la corriente en la conversión de nivel perezoso.

Para la integridad de la señal, cualquier desajuste en la impedancia de la línea de transmisión formada por una traza de pcb y los componentes conectados puede causar reflexiones de las transiciones de la señal. Si se permite que éstas reboten de un lado a otro de la traza reflejándose en los desajustes del extremo durante muchos ciclos hasta que se apaguen, las señales "suenan" y pueden ser malinterpretadas por nivel o como transiciones de borde adicionales. Normalmente un pin de salida tiene una impedancia menor que la traza y un pin de entrada una impedancia mayor. Si se coloca una resistencia en serie de valor equivalente a la impedancia de la línea de transmisión en la patilla de salida, se formará instantáneamente un divisor de tensión y la tensión del frente de onda que viaja por la línea será la mitad de la tensión de salida. En el extremo de recepción, la mayor impedancia de la entrada parece esencialmente un circuito abierto, lo que producirá una reflexión en fase que duplicará el voltaje instantáneo de vuelta al original. Pero si se permite que esta reflexión llegue de nuevo a la salida de baja impedancia del conductor, se reflejaría fuera de fase e interferiría constructivamente, restando de nuevo y produciendo el timbre. En su lugar, es absorbida por la resistencia en serie del excitador, seleccionada para igualar la impedancia de la línea. Esta terminación de fuente funciona bastante bien en las conexiones punto a punto, pero no tanto en las multipunto.

La limitación de la corriente en la traducción de nivel perezoso es otra razón común. Las tecnologías de circuitos integrados CMOS de diferentes generaciones tienen diferentes voltajes óptimos de funcionamiento, y pueden tener límites de daño establecidos por el diminuto tamaño físico de los transistores. Además, no pueden tolerar de forma nativa tener una entrada a una tensión superior a la de su alimentación. Por ello, la mayoría de los chips se construyen con pequeños diodos desde las entradas hasta la alimentación para protegerlos contra la sobretensión. Si se alimenta una pieza de 3,3v a partir de una de 5v (o más probablemente hoy en día, si se alimenta una de 1,2 o 1,8v a partir de una fuente de 3,3v) es tentador confiar en esos diodos para fijar la tensión de la señal en un rango seguro. Sin embargo, a menudo no pueden manejar toda la corriente que potencialmente puede ser suministrada por la salida de mayor voltaje, por lo que se utiliza una resistencia en serie para limitar la corriente a través del diodo.

Answer 2

Sí, la integridad de la señal es la razón. El uso de una tapa ralentiza mucho el borde y no es tan limpio. El libro estándar sobre el tema es Diseño digital de alta velocidad: Un manual de magia negra . Como regla general, se suele utilizar 22,1 ohmios como punto de partida. Puedes utilizar una herramienta de simulación de integridad de la señal como HyperLynx de Mentor Graphics para obtener un mejor análisis antes de construir la placa.

En la línea VDD esa no es la razón. Algunas personas pueden poner una resistencia de miliohmios allí para medir la potencia, y luego sustituirla por una de 0 ohmios para la producción. Otros, especialmente los analógicos, pueden poner un filtro RC para eliminar el ruido.

Answer 3

¿En qué tipo de producto? En una pieza de consumo, probablemente para la integridad de la señal (véase la respuesta de Brian).

En una herramienta de desarrollo, podría ser para limitar la corriente. A menudo dejo caer algunas resistencias de 470 ohmios en las líneas de señal de mis proyectos para las líneas de datos que se conectan a los módulos externos. La corriente consumida por una entrada digital no es suficiente para causar una caída de tensión importante a través de esta resistencia. La limitación de la corriente significa que nada (normalmente) se esfuma si cometo un error al conectar cosas, o si algo cortocircuita una conexión en una placa expuesta. Es diferente de un tapón porque un tapón tomará mucha corriente en un borde digital (por un tiempo corto pero a veces no despreciable), teniendo el efecto opuesto de una resistencia.

Answer 4

No estoy seguro de si es esto a lo que te refieres, pero se puede colocar una pequeña resistencia (<100 ohmios) a la salida de un amplificador óptico que esté conduciendo una línea larga, para que la carga capacitiva no haga oscilar al amplificador.

También se puede utilizar para garantizar que dos amplificadores tengan exactamente la misma impedancia de salida, para crear un línea equilibrada que rechaza las interferencias.

Answer 5

Dos respuestas más:

1. Añadir una resistencia a una línea puede limitar los flujos de corriente perjudiciales que que, de otro modo, se derivarían de los transitorios de alta tensión transitorios de alta tensión, como los causados por la descarga electrostática electrostática (ESD).
2. Una resistencia de bajo valor resistencia en línea con el entrada de la fuente de alimentación de un chip caerá un voltaje que es proporcional a la corriente de alimentación del chip. Si se conoce el valor de la resistencia, se puede conectar un medidor, medir la tensión y deducir la corriente, sin interrumpir el funcionamiento del funcionamiento del circuito. El circuito funcionará con el medidor o sin él. necesario. Por el contrario, si la placa tuviera un punto de conexión para un amperímetro en serie con la alimentación, sería necesario cortocircuitar esa conexión cada vez que la madre no estuviera presente. no estuviera presente.