Forma de onda de salida del traductor de nivel impar a partir de 3MHz

Question

Estoy utilizando SN74LVC1T45 para la traducción de nivel de 1,8V a 5V. He diseñado una placa a medida para ello. El problema que estoy enfrentando aquí es que estoy recibiendo deseada fuera de 10Hz a 2MHz pero de 3MHz la forma de la forma de onda de salida es algo impar o en forma irregular en comparación con una onda cuadrada real.

Adjunto el esquema que he seguido y la instantánea de la forma de onda de salida a 1MHz y 4MHz. La forma de onda de salida empeora a medida que aumento la frecuencia.

Estoy alimentando 1.8Vpp desde el generador de señal y midiendo la salida usando sondas de alta impedancia.

Por favor, ayúdame con esto.

Gracias de antemano

Esquema:-

Entrada de 1 MHz

Salida de 1 MHz

Entrada de 4 MHz

Salida de 4 MHz

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Actualización:

Después de leer la detallada respuesta de @SamGibson, hice la salida del generador de señal como unipolar y probé la placa.

A continuación se muestran las instantáneas de entrada y salida:

1MHz Señal de entrada del generador de señales

1MHz Señal de salida

4MHz Señal de entrada del generador de señales

4MHz Señal de salida

Answer 1

Estoy alimentando 1.8Vpp desde el generador de señal

Las trazas de su osciloscopio muestran que la señal de entrada al SN74LVC1T45 no es válida y, por lo tanto, no se debe esperar un comportamiento normal en la salida del circuito integrado. Esto es debido a la configuración incorrecta de (o falta de capacidad para controlar) el generador de señal que está proporcionando esa señal de entrada al IC, ya que su salida es un bipolar señal (es decir, oscila tanto en positivo y negativo con respecto a 0 V).

Resumen: Haga que la salida del generador de señales sea unipolar (sólo positivo) forma de onda de 0 V a 1,8 V, e inténtelo de nuevo.

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Detalles:

Ambas trazas de entrada del osciloscopio (a 1 MHz y a 4 MHz) muestran el problema, pero la superposición adicional de información en la traza de entrada de 4 MHz muestra los detalles con mayor claridad. Por lo tanto, explicaré el problema utilizando tu traza original del osciloscopio de entrada de 4 MHz, con algunas marcas añadidas:

Significado de los números añadidos a la imagen anterior:

1. Muestra el canal 1 cero voltios (a veces llamado marcador de tierra). (El Canal 1 desencadenar está casi encima del marcador de cero voltios del Canal 1, ya que la tensión de disparo se fijó en sólo 40,0 mV. Por eso el "1" negro en el triángulo amarillo que apunta a la izquierda no es tan obvio como en las imágenes de la traza de salida).

   Observe cómo la señal de entrada del circuito integrado (es decir, la señal de salida del generador de señales) es bipolar, es decir, oscila entre positivo y negativo con respecto a 0 V. Esto es habitual en las salidas de los generadores de señales que no se han configurado para producir una señal digital unipolar.

2. Este icono muestra que el Canal 1 está acoplado a CC, por lo que las medidas de tensión que se muestran a continuación están referenciadas a cero voltios.

3. Este bloque de datos confirma una vez más el punto 1 anterior. No estoy utilizando Vpp , Vmax y Vmin ya que esos valores incluyen el sobreimpulso y el subimpulso. En su lugar, mire Vamp , Vtop y Vbase .

   • Vamp muestra que, ignorando el sobreimpulso, la señal tiene una amplitud de 1,78 V. Esto concuerda con la amplitud de 1,8 Vpp indicada para la salida del generador de señal. Sin embargo...
   • Vtop muestra que la amplitud máxima de la señal es (+) 920,0 mV
   • Vbase muestra que la amplitud mínima de la señal es menos 860,0 mV

   Todo ello confirma que la señal de salida del generador de señales (es decir, la señal de entrada a este CI) es bipolar, lo cual no es válido para la entrada a este CI y, por tanto, no garantiza un comportamiento normal.

   La señal de entrada debe no caiga por debajo de 0 V (requisito de nivel lógico estándar, indicado como "V _I Tensión de entrada" en la página 5 del SN74LVC1T45 ficha técnica en condiciones de funcionamiento recomendadas)). Incluso el valor máximo absoluto para la tensión de entrada mínima es -0,5 V (aunque puede superarse si no se excede el valor nominal de corriente de la pinza). Pero no hay garantía de comportamiento correcto una vez que la señal de entrada cae por debajo de 0 V.

   Cuando la señal oscila a positivo, después del sobreimpulso, la tensión de entrada del CI SN74LVC1T45 se sitúa en 920,0 mV ( Vtop ). Sin embargo, según el SN74LVC1T45 ficha técnica cuando la fuente de alimentación es de 1,8 V, la tensión mínima garantizada para ser reconocida como alta lógica (V _IH ) es V _CCI x 0.65. Sin embargo, esto significa que (1,8 V x 0,65 =) 1,17 V es el mínimo tensión de entrada alta lógica válida, por lo que 920 mV (0,92 V) no es una tensión de entrada válida, incluso cuando la señal de entrada bipolar es positiva en lugar de negativa. Esta es otra forma en la que el CI está siendo operado fuera de su especificación mostrada en la hoja de datos.

Resumen: Haga que la salida del generador de señales sea unipolar (sólo positivo) forma de onda de 0 V a 1,8 V, e inténtelo de nuevo.

Answer 2

Veo tiempos de subida y bajada de la salida de unos 25ns, lo que creo que es coherente con la hoja de datos (que es un poco escasa en este tipo de datos). Creo que lo que estás viendo es el mismo comportamiento del dispositivo, pero a medida que aumentas la frecuencia también disminuyes el tiempo/división en el osciloscopio, lo que hace que el tiempo de subida y bajada sea más evidente.