Confusión de resistencia desplegable

Parece que no puedo encontrar información decente sobre este tema, ya que todos los artículos solo explican conceptos generales de pull-ups y pull-down o solo cubren los pull-ups con mayor profundidad.

Entiendo el concepto general de resistencias pull-up/pull-down. Entiendo el funcionamiento de una resistencia pull-up y cómo calcular su valor. Es el concepto de caídas de voltaje considerado al calcular R para una resistencia desplegable lo que me confunde.

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Comenzaré con un pull-up (ignorando la resistencia de 100 ohmios):

  1. Interruptor abierto: la entrada digital actúa como sumidero de corriente en un estado ALTO. Tiene una corriente de fuga de ~20uA y Vhigh(min) = 2V. Por lo tanto, el circuito se simplifica a +5V -> resistencia de 10k -> GND.

Rmáx = (5,0 - 2,0)/(20*10^-6) = 150k

Entonces, con un interruptor cerrado y R = 150k, tendremos un V = 2V en la unión, que es el voltaje mínimo requerido para registrarse como lógica ALTA. Al elegir un valor de resistencia más pequeño, podemos asegurarnos de que la caída de voltaje en R sea menor, por lo que el voltaje en la unión está más cerca de +5V. Por ejemplo, una resistencia de 10k solo tendría una caída de voltaje de 0.2V, dejándonos con 4.8V en la unión cuando el interruptor está abierto.

  1. Interruptor cerrado: la entrada digital actúa como fuente de corriente en estado BAJO. Esa corriente es atraída directamente a tierra. Entonces podemos simplificar esto a dos circuitos separados: Vin -> GND y +5V -> 150k -> GND.

Básicamente, el valor de la resistencia pull-up debe ser lo suficientemente alto para evitar un cortocircuito cuando el interruptor está abierto y lo suficientemente bajo como para no causar una caída de voltaje lo suficientemente alta.

Ahora, no puedo llegar a las mismas conclusiones lógicas cuando aplico el mismo método para el menú desplegable (nuevamente, ignorando la resistencia de 100 ohmios):

  1. Interruptor abierto: entrada digital como fuente de corriente en estado BAJO. Tiene una corriente de fuga de 400uA y Vlow(max) = 0.8V. ¿Cómo uso esta información?

En mi opinión, lo veo así: la entrada está conectada directamente a GND, la caída en R siempre será de 5 V, pase lo que pase, lo que nos da exactamente 0 V.

  1. Interruptor cerrado: la mayor parte de la corriente pasa por alto R, por lo que una gran cantidad de corriente a 5 V va directamente a la entrada (¿algo malo?).

Entonces, ¿por qué la gente siempre habla de caídas de voltaje en R cuando se trata de pull-downs? No tiene ningún sentido para mí, me ha estado molestando por un tiempo, ¡cualquier ayuda es muy apreciada!

Respuestas (3)

El pulldown es como el pullup. En ambos casos, nos preocupa la situación con el interruptor abierto, ya que la resistencia no entra de otra manera (excepto para evitar un cortocircuito, como dices).

En el caso del pullup, tiene una entrada que se desea (digamos) a 2.0V y está hundiendo una corriente de 20uA. La corriente fluye a través de la resistencia. Entonces el valor máximo es (5V-2V)/0.02mA = 150K.

En el caso del menú desplegable, tiene una entrada que se desea que sea (digamos) de 800 mV y genera una corriente de 400 uA. Esa corriente fluye a través de la resistencia. Entonces, según la ley de Ohm, la resistencia máxima es 0.8V/0.4mA = 2K.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En realidad, probablemente usaríamos 2,4 V y 0,4 V para los voltajes para dar inmunidad al ruido de 400 mV (niveles LSTTL), en lugar de inmunidad al ruido cero, en un diseño real, por lo que las resistencias serían de 130 K/1 K y 130 K es una impedancia demasiado alta y invita a EMI a ingresar, por lo que lo más probable es que sea algo así como 10K o 4.7K y 1K.

Lo que no entiendo es por qué R1 es importante en su circuito. Si fluye una corriente de 400 uA, eso significa que tiene que haber un potencial más alto en el punto desde donde fluye. Eso es básicamente lo mismo que tener una sola resistencia en serie con una batería. Por lo tanto, la caída de voltaje en la resistencia siempre será igual a ese potencial, ¿me equivoco?
Espere, I1 e I2 son fuentes de corriente, no fuentes de voltaje, ¿correcto? Lo que significa que la corriente es fija, el voltaje varía, ¿verdad?
@Hypomania Sí, eso es exactamente lo que sucede. Esas son fuentes de corriente, se hunden o generan y V a través de la resistencia siempre es I * R. En una fuente de corriente ideal, la corriente permanece constante independientemente del voltaje que la atraviese.
Eso deja todo claro ahora, asumí que la corriente de fuga provenía de una fuente de voltaje constante :) ¡Gracias!

Depende de la carga que presente el pin de entrada digital. Generalmente usamos una resistencia lo más grande posible que cumpla con los requisitos del pin de entrada digital.

Si la entrada digital es CMOS, por lo que necesita nA, entonces una resistencia de 1 mega, incluso una de 10 megas estará bien para pullup o pulldown, aunque son aceptables más bajas.

Si es TTL, entonces no se necesita corriente para ingresar al pin, la entrada TTL genera hasta 400uA de todos modos. Sin embargo, normalmente ve valores de 2.2k a 10k para pullups.

Generalmente evitamos pulldowns con TTL, ya que tienen que hundir esos 400uA hasta 0.8v para hacer un nivel '0' válido, que necesita una resistencia de valor 2k o inferior.

Una vez que baje a 2k o menos, entonces la corriente que toma la resistencia puede comenzar a ser una parte importante de su presupuesto de energía, lo que es problemático si está funcionando con baterías. Si está utilizando TTL, entonces probablemente no esté funcionando con baterías.

Gracias, aprecio tu respuesta. Sin embargo, me gustaría entender cómo se derivan estos valores usando caídas de voltaje y corrientes que fluyen a través de las resistencias, no es fácil para mí simplemente aceptar el valor. No entiendo de qué dependen los valores de los menús desplegables o cómo funcionan realmente en primer lugar. Sé lo que se supone que deben hacer, no veo cómo lo hacen.
¿Qué tal as they have to sink that 400uA down to 0.8v to make a valid '0' level, which needs 2k or lower value resistor.si no entiendes? He detallado las especificaciones de entrada para que TTL funcione correctamente, y luego está la Ley de Ohm.
Lo que estaba haciendo mal era asumir que la corriente de fuga se estaba hundiendo/procedente de una fuente de voltaje actual, por lo que mis cálculos no se sumaban, ya que pensaba que la caída de voltaje siempre había sido la misma en la resistencia. Ahora lo tengo, gracias por tu respuesta de nuevo :)

El mismo principio se aplica al menú desplegable. Si la corriente de fuga es de 400uA, significa que con el interruptor abierto, el voltaje en el pull-down será de 400uA* R pag tu yo yo d o w norte . Debe asegurarse de que en ese escenario, 400uA * R pag tu yo yo d o w norte < 0.8 V para garantizar que la entrada digital lea un '0' (el máximo que leerá como cero lógico es 0.8V).

Este enlace debería responder a su pregunta; explica la selección de pullup y pulldowns en función de las fugas y las caídas de I*R:

http://www.ti.com/lit/an/slva485/slva485.pdf

Agregar: Este es el flujo de corriente de fuga cuando el interruptor está abierto para la caja desplegable. necesidad de mantener I L R < .8 V , eso le dará su valor máximo de R. En realidad, la resistencia de 100 ohmios juega un papel, pero es tan pequeña en comparación con los valores típicos de pullups/pulldowns (en kOhms) que no va a cambiar el resultado de manera significativa.

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Pero eso es lo que me confunde, ¿la caída de voltaje no será siempre de 5V en tal caso? Como tenemos Vin -> Rpulldown -> GND.
@Hipomanía en el caso desplegable, cuando el interruptor está abierto, se desconectan 5V del desplegable. Tiene un camino desde la entrada digital a tierra a través del menú desplegable, 5V está fuera de la imagen. Su primera figura lo muestra.
Sí, pero ¿de dónde viene la corriente? Hay una corriente de fuga que va desde la entrada a GND a través de la resistencia, ¿no significa eso que Vin tiene que tener algún potencial de voltaje?
@Hypomania Eso es lo que digo en mi respuesta. La corriente de fuga, para el caso de pull down, crea una caída de voltaje en R. Si esa caída de voltaje es demasiado alta (lo que corresponde a un valor R alto, V = IR), entonces, la entrada no se puede leer como una 0 lógico (<0.8Vdc). Ver editado
Está bien, veo lo que quieres decir. Pero, ¿por qué importa la caída de voltaje? ¿No va a ser lo mismo cada vez? Lo veo como una sola resistencia conectada en serie con una batería.
@Hypomania Es importante porque si es demasiado alto, digamos 1V, según las especificaciones de su dispositivo, eso no se leerá como un 0 lógico ya que el valor máximo especificado para esto es 0.8V. Cualquier cosa mayor que 0.8Vdc allí, cuando espera un 0 lógico, cualquiera puede adivinar cómo se interpretaría.
Pero lo que estoy tratando de decir es que lo veo de una manera en la que la resistencia NO PUEDE influir en la caída de voltaje. Tiene una sola fuente de voltaje conectada en serie con una resistencia, por lo que Vin = Vout.
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