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5 m$ h$ W3 e1 p' a' {* D* g點(diǎn)擊上方名片關(guān)注了解更多
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) V0 y: P/ r# {5 {/ y大家好,我是王工。做硬件的大多數(shù)人都喜歡玩電路,就像大多數(shù)男生都喜歡玩游戲一樣。最近群里的小伙伴太活躍了,每天未讀消息都是幾百+,偶然點(diǎn)開看到這個(gè)電路圖,覺得有點(diǎn)意思,分享給大家。
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其實(shí)這電路圖并不難,可能很多做硬件的一看就知道。我之所以想要分享出來,原因是之前有很多基礎(chǔ)不太好的同學(xué)問我,還有一些轉(zhuǎn)行的同學(xué),這里主要想照顧一下他們。關(guān)注公眾號(hào)硬件筆記本
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! H+ n" \0 T V, Z2 J8 t話題不多,進(jìn)入正題,電路圖如下:
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咱先不管這圖的實(shí)用性,拿到電路圖首先應(yīng)該想到的是,這電路圖主要想實(shí)現(xiàn)一個(gè)什么樣的功能,然后再逐一分析。功能要求: u! _7 W- Q+ Q1 S0 y7 n
假設(shè)VCC為12V, S6 @! _3 |2 Y ^4 q- B
當(dāng)R6輸入為高電平,則TX 輸出為12V,RX輸出為0。 V, H2 V/ A/ W0 `& G% l5 S
當(dāng)R6輸入為低電平,則TX輸出為0V, RX輸出為12V。簡單說,就是想實(shí)現(xiàn)一個(gè)IO口控制數(shù)據(jù)的收發(fā),且將數(shù)據(jù)擴(kuò)大為其它電壓VCC(可調(diào)),為什么用IO口不直接去控呢?因?yàn)閱纹瑱C(jī)IO口一般都是3.3V,要想控制12V,只有通過電平轉(zhuǎn)換電路的方式。關(guān)注公眾號(hào)硬件筆記本收的時(shí)候不能發(fā),發(fā)的時(shí)候也不能收。于是乎,加一個(gè)NPN三極管就可以實(shí)現(xiàn)反向。
! c* p$ b; N G好,功能搞清楚了,下面咱們來一步步分析一下:
! k/ b) L8 G; A& X9 y9 N' t7 G1、芯片U1芯片U1不影響整個(gè)電路的分析,可以先不管它,它是個(gè)達(dá)林頓管,就是多個(gè)三極管復(fù)合而成,你也可以看成是個(gè)三極管,用法都一樣,不過達(dá)林頓管的驅(qū)動(dòng)能力比三極管強(qiáng)多了,在這里的主要作用就是增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。- s: I4 i9 \: D3 j: V s
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8 f& A+ t7 p4 e5 p+ K+ j" v2、當(dāng)R6輸入為低電平時(shí)2.1 U1-3腳為低電平時(shí),U1-6腳被外部電阻R1,R2拉高,拉高后的電壓為:6 x7 `- V# d$ K* c- W. a
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# g. T2 H+ W& c, g2.2 Q5三極管分析
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; ]4 H* e% i0 M2 r2 rQ5 基極電壓為:- Y5 L2 ~. X/ S9 p
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; ?3 B9 \" D: O2 @Q5的Vbe=12V-8.7V=3.3V ,大于0.7V 所以Q5導(dǎo)通。此時(shí),TX=12V,為高;
# Q: B% d* ~- F8 T4 q2.3 Q6,Q7 三極管分析: E5 c+ f. p5 f& M2 p; h
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由2.1得知,Q6的基極電壓為7.67V,大于0.7V,所以Q6導(dǎo)通。Q6集電極電壓接近0V,同理 Q7的Vbe大于0.7V,Q7導(dǎo)通,則RX輸出為12V,為高。關(guān)注公眾號(hào)硬件筆記本
$ ]+ Q% M7 Q) q& L" t1 j綜上所述:當(dāng)輸入為低時(shí),輸出TX為高,RX為高。跟要求的功能相反,此處電路有問題。
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; E) D) }1 D; e8 Z5 ^; f3、當(dāng)R6輸入為高電平時(shí)
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3.1 U1-3腳為高電平時(shí),U1-6腳被拉低,拉低后的電壓為0,# P8 Z8 F5 R0 u9 X; t
即:U1-6=0V
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3.2 Q5的Vbe>0.7V(這里簡單,大家自己算),Q5導(dǎo)通,TX=12V,為高。
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& N# T/ `! f5 L; g* l0 ~5 b. ?3.3由于U1-6=0V,所以Q6截止,那么Q7也就截止,RX輸出為0V。. U' p: e8 V& S9 h7 c: I9 z
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綜上所述,當(dāng)輸入為高時(shí),輸出TX為高,RX為低,滿足要求。關(guān)注公眾號(hào)硬件筆記本+ M4 ~' {! ?0 f* A/ S! l. ^3 u& ~
所以本電路就只有一個(gè)問題:當(dāng)輸入為低時(shí),輸出TX為高,RX為高。即:那么當(dāng)輸入為低時(shí),怎么讓輸出TX也為低?
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王工仔細(xì)觀察,不需要?jiǎng)h減任何電路,通過更改電阻R1的阻值就可以解決問題。有兄弟問我是怎么想的,授人以魚,不如授人以漁。請大家看紅色箭頭所示回路,為什么要看這條回路呢?你想啊,你的目地是改變?nèi)龢O管Q5的開關(guān),但是你發(fā)現(xiàn)沒,無論輸入電平怎么變化,三極管Q5完全沒受控制,一直導(dǎo)通。那為什么不受控呢?那是因?yàn)槿龢O管基極電壓再怎么變化,Vbe壓差始終>0.7V,你讓他壓差<0.7V不就行了,通過計(jì)算<300R可實(shí)現(xiàn)功能。: i: P+ u! b( [) C3 j+ n% b
4 Y! B" L, Z* r) A小結(jié): 王工只是粗淺的分析本電路,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的基本功能,真正用在產(chǎn)品上考慮的會(huì)更多,比如上下電,三極管的溫漂,功耗,還有就算一個(gè)沒問題,小批量甚至量產(chǎn)是否都OK呢。軟件BUG可以升級,硬件BUG只能改板,試錯(cuò)成本高,所以硬件需謹(jǐn)慎。
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以上是王工的一點(diǎn)拙見,如果你有更好的思路,歡迎探討。投稿/招聘/推廣/宣傳/技術(shù)咨詢 請加微信:woniu26a
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