¿Salida de tres estados a tres niveles analógicos?

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¿Existe un circuito que pueda transformar una salida de tres estados (baja, alta Z, alta) en tres niveles de voltaje?

Idealmente, el circuito usará solo pasivos y diodos.

¿Un simple divisor de voltaje a través del pin haría el trabajo?

             Vdd
              |
              R
              |
tri-state-----+-------out
              |
              R
              |
             Vss

analog tri-state

— fadedbee
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wow, eso suena bastante trippy. ¿Hay alguna otra parte del sistema con la que podamos trabajar para obtener los mismos resultados? ¿Puede ampliar el resto de lo que está trabajando, tal vez con un esquema? Puede haber una manera más simple.

— KyranF

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Si maneja una carga, es posible que desee utilizar un búfer de amplificador operacional después de la señal de "salida".

— KyranF

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Un transistor no usa los niveles de voltaje correctamente, ¿cómo espera que funcione? Un amplificador operacional configurado como un simple "buffer de voltaje" significará que puede conectar un LED a la salida del amplificador operacional y reflejará el nivel de voltaje en la entrada, como la salida, pero también podrá conducir la corriente correctamente. Los divisores de voltaje no pueden conducir la corriente correctamente, a través de un LED, y retener sus niveles.

— KyranF

1

Si desea atenuar un LED, puede hacerlo sin ningún circuito sofisticado: ¡use PWM para hacerlo!

— Nick Johnson

1

@NickJohnson: PWM sin un filtro de reconstrucción analógico no atenúa un LED ... causa una reducción en la salida de luz promedio , que parece atenuada para el ojo humano, pero eso se debe a la persistencia de la visión. Otros sensores de luz generalmente no tienen persistencia de la visión.

— Ben Voigt

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Sí, puede conectar un divisor de voltaje al pin de salida, digamos, usando resistencias iguales. Eso le dará la mitad de la tensión de alimentación cuando la salida es ALTA-Z, y la ALTA y BAJA normal cuando la salida está en esos estados. Dos resistencias, no se necesitan diodos.

— John Honniball
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Un divisor de potencial simple funcionará, y se usa comúnmente para esto.

Niveles Vhigh, Vlow, Vdd / 2 para 1,0, Z respectivamente.

Recuerde que la transición de 0/1 a Z será relativamente lenta porque no se maneja activamente (solo la constante de tiempo RC); o en otras palabras, el estado Z tiene una capacidad de conducción baja (5k $\Omega$ resistencia de la fuente).

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

— akellyirl
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55

Tenga en cuenta que la potencia de accionamiento del estado Z también será mucho más baja, ya que tiene el equivalente de la resistencia de la serie 5k en lugar de la resistencia mucho más baja del controlador de puerta.

— Nick Johnson

Agregar una tercera resistencia en serie con la salida de 3 estados permitirá un mayor control sobre el comportamiento de la salida; Agregar una cuarta resistencia directamente desde la salida a VDD o VSS permitirá establecer los tres niveles de voltaje deseados.

— supercat

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Utilizo la misma disposición en el laboratorio de electrónica digital para demostrar a mis alumnos la idea de la salida de tres estados (del buffer unidireccional 74LS244). Para visualizar directamente el estado de salida, conectamos dos LED en serie a cada resistencia. Por lo tanto, cuando la salida está apagada (HI), ambos LED se iluminan. A un voltaje de salida bajo o alto, uno de ellos es derivado por el transistor interno y se apaga. También conectamos una red LED (dos LED: rojo y verde, en paralelo) entre las salidas del chip y el divisor de voltaje. Además, reemplazamos el divisor de voltaje por un potenciómetro y movemos su control deslizante; en estado HI, produce un voltaje que varía entre los rieles.

Puede reemplazar el divisor de voltaje por una resistencia conectada entre la salida y algo de voltaje entre los rieles (generalmente, 1 / 2Vcc). En el laboratorio, lo conectamos a la salida de un generador de impulsos (cuando la salida está en estado HI, vemos el pulso; de lo contrario, vemos un voltaje alto o bajo dependiendo de la señal de entrada).

— Circuito fantasioso
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1

Es posible tener salida baja / flotante / alta cualquiera de los tres voltajes entre los rieles utilizando el circuito de cuatro resistencias que se muestra a continuación (tenga en cuenta que solo se necesitará una de las resistencias R4; cuál dependerá del voltaje de salida deseado cuando la salida sea flotante). El circuito a continuación generará 1/2/3 voltios cuando la salida sea baja / flotante / alta.

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Suponiendo que VS es el alto voltaje de suministro / salida, y los voltajes superiores / medios / inferiores deseados son VT, VM y VB respectivamente, asigne valores a R1 y R2 de modo que R1 / R2 = VB / (VS-VT) [en este ejemplo, 10k / 20k = 1V / (5V-3V)]. Las resistencias se pueden aumentar y disminuir juntas según sea conveniente. Luego, asigne R3 de modo que VB / R1 + VB / R3 = (VS-VB) / R2 [en este ejemplo, 1V / 10K + 1V / 10K = (5V-1V) / 20K.] Eso hará que la salida rinda voltajes correctos para casos 'alto' y 'bajo', pero no necesariamente para el caso 'flotante'.

Si los voltajes 'flotantes' son demasiado bajos, agregue R4a para elevarlo; Si es demasiado alto, agregue R4b para bajarlo. En este ejemplo, es necesario elevar el voltaje. Cuando la salida está en el voltaje correcto, 0.2mA fluirá a través de R1 y 0.15mA a través de R2. Eso significa que 0.05mA debe fluir a través de la cadena en serie de R4a + R3 que tiene 3 voltios, por lo que la resistencia total de esa cadena debe ser de 60K; R4a debe ser 50K.

— Super gato
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Una idea interesante ... como un circuito de puente donde acortamos las patas superiores o inferiores del medio puente izquierdo (R4a-R4b) y observamos la salida del medio puente derecho (R2-R1) ... En realidad, el el divisor de voltaje R4a-R4b actúa solo cuando la salida está en estado HI; de lo contrario, es anulado por el transistor cerrado. Pero aún hay algo extraño en esta conexión de un circuito de alta resistencia después de un fuerte etapa CMOS ...

— Circuito fantasist

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El R4a / R4b no pretende ser un "divisor de voltaje"; la idea es que solo uno u otro estaría poblado; La resistencia 1G está destinada a representar un circuito abierto.

— supercat