Dlaczego rezystor podciągający nie zatrzymuje przepływu prądu do pinu wejściowego, gdy przełącznik jest otwarty?

13

Przepraszam, to takie głupie pytanie, ale nie mogę tego zrozumieć. W trzecim schemacie tutaj to widać rezystor pull-up.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Rozumiem, że kiedy przełącznik S1 jest zamknięty, prąd jest ściągany do ziemi i przyjmuje wartość 0. To nie jest krótkie z powodu rezystora ograniczającego prąd.

Moje pytanie brzmi: kiedy przełącznik jest otwarty, a prąd płynie do wtyku wejściowego urządzenia, w jaki sposób odbiera, że ​​jest to wysoka, a nie niska wartość? Czy rezystor nie ograniczyłby go do tego stopnia, że ​​wynosiłby 0,0005 A, a więc ledwo zarejestrowałby się w urządzeniu?

EDYCJA: Właśnie patrzę na obudowę rezystora rozwijanego na tej samej stronie . Dlaczego pierwszy przełącznik nie jest krótki, gdy jest bezpośrednio podłączony do V CC , nie ma rezystora, a przełącznik jest otwarty? Czy to nie nie-nie? Naprawdę nie rozumiem, co się dzieje z rezystorem obniżającym.

Mark Robinson
źródło
2
Jestem w tym dopiero początkujący i spodziewałbym się, że całą tę „magię” można opisać impedancjami.
Al Kepp

Odpowiedzi:

15

Wejście ma wysoką impedancję i jako takie prawie nie pobiera prądu. Ale, dla argumentu, udawajmy, że płynie (raczej duży) prąd 1 A. Ten prąd przepłynie przez rezystor podciągający 10k powodując 10mV (1 A 10k ) spadek napięcia na nim. W takim przypadku napięcie na pinie wejściowym wyniesie - 10 mV, prawdopodobnie 5 V - 10 mV = 4,99 V. Będzie to nadal uznawane za wysoki poziom, więc nie ma tutaj problemów. Z tego powodu 10k jest typową wartością dla rezystorów podciągających: nawet jeśli występuje niewielki prąd upływowy, spadek napięcia jest znikomy. Nie kusz się, aby zwiększyć go do 1MΩ μ × Ω V C C Ω Ω μ μ × × ΩμΩμ×ΩVCC
ΩΩ, ale zmniejszy prąd, gdy przełącznik jest zamknięty. Przy prądzie upływowym 1 A spadek napięcia wyniesie 1 A 1M = 1V, a następnie 5V spadnie do 4V. W przypadku zasilania 5 V nadal będzie to OK, ale w przypadku zasilania 3,3 V wynikowe 2,3 V może być zbyt niskie, aby zawsze być postrzegane jako wysoki poziom. μμ×Ω

W przypadku rozwijanej historii historia jest taka sama. Na wejściu nie płynie żaden prąd; nie można powiedzieć, że byłby podłączony do uziemienia (w takim przypadku zamknięcie przełącznika rzeczywiście spowodowałoby zwarcie). Jako takie wejście przyjmuje napięcie, które do niego przyłożysz. Jeśli przełącznik jest zamknięty, jest to . Jeśli przełącznik jest otwarty, to jego masa (przez rezystor obniżający). Jeśli nie ma prądu płynącego (idealny świat), wówczas nie ma spadku napięcia na rezystorze, a wejście będzie na poziomie . W rzeczywistej sytuacji na świecie może to być kilka mV. G N DVCCGND

stevenvh
źródło
1
Tylko sugestia: strona, do której
podłączył,
2
W wielu zastosowaniach prądy upływowe będą znacznie poniżej 1uA, a rezystor 1M będzie w porządku; w aplikacjach zasilanych bateryjnie, jeśli przełącznik będzie zamknięty przez większość czasu, rezystor 10K może zmarnować sporą ilość energii, ale rezystor 1M zużyje tylko 1/100 tyle. Jeśli zastosujesz rezystor 10K, jeśli ślepo przyjmiesz, że prądy upływowe będą niższe niż 100uA, zwykle będziesz miał rację nawet w obecności zanieczyszczenia płytki i wysokiej wilgotności. Zasadniczo nie jest bezpiecznie zakładać, że prądy upływowe będą niższe niż 1uA, ale w razie potrzeby często można je obniżyć.
supercat
1
Aby przepchnąć 1uA przez rezystor 1M, potrzebujesz cholernego kilo-wolta. Nie jestem pewien, w jaki sposób zamierzasz, aby zasilanie 5 V zrzuciło cały wolt na rezystor 1 M, gdy prąd w obwodzie będzie podobny do 0,005uA ...
Shadetheartist
14

Myślę, że źle zrozumiałeś koncepcję: wejście bramki (w tym idealnym przypadku) jest jak obwód otwarty, więc nie absorbuje żadnego prądu, po prostu wyczuwa napięcie. Najprościej jest więc wziąć pod uwagę lewą część obwodu bez bramki, zobaczyć, co dzieje się w węźle 1, a następnie przyłożyć napięcie do wejścia bramki.

Gdy S1 jest otwarty, na R1 nie płynie prąd, co oznacza brak spadku napięcia, a wejście bramki będzie na wysokim poziomie.

Gdy S1 jest zamknięty, łączy dolny koniec rezystora z ziemią, a wraz z nim również wejście bramki. Rezystor będzie miał teraz spadek napięcia 5 V, co spowoduje prąd o wartości podanej przez:

I=VRIR=5103=0.5mA=500μA

Ważne jest, aby pamiętać, że prąd przepływa tylko przez rezystor i przełącznik, od Vcc do uziemienia, podczas gdy żaden prąd nie wpłynie do wejścia bramki.

O rozwijaniu jest ta sama koncepcja: jeśli przełącznik jest otwarty, nie masz prądu, więc rezystor nie będzie miał spadku napięcia, a napięcie na górze będzie również wynosić 0 V.

I tak na marginesie, 0,0005 amperów nadal wynosi 0,5 mA i nie jest w wielu przypadkach nieistotna.

clabacchio
źródło
„Gdy S1 jest otwarte, na R1 nie płynie prąd, co oznacza brak spadku napięcia, a wejście bramki będzie na wysokim poziomie.” To zdanie zrobiło różnicę. Teraz rozumiem rezystory podnoszące / opadające
Steve