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关于使用SN74HC14NSR进行去毛刺时遇到的问题

Peter
Prodigy 60 points


现象1：在电路板上调试时发现，在施密特触发器反相器SN74HC14NSR的1号管脚输入VL = 0V，VH = 5V，f = 40kHz的方波，用示波器在14号管脚测得约1.6V的直流电平，电路如图1所示。

                         图1 SN74HC14NSR电路（去耦电容未画出）

现象2：单独在一个SN74HC14NSR芯片（未焊接到电路板）的1号管脚输入VL = 0V，VH = 5V，f = 40kHz的方波，用示波器在14号管脚测得VL = -1V，VH = 3.2V，f = 40kHz的方波。

另，使用万用表测量1号管脚与Vcc和GND之间的阻抗，大于2MΩ。

请问是什么原因导致上述现象？是否是所有施密特触发器反相器芯片的固有特性？如果能从施密特触发器反相器的内部结构来说明就更好了。

  • 0
    Mastermind 7162 points

    非正常使用下的特性并没有有效的参考数据，这与不稳定以及单独的芯片结构有关。一般的如发射三极管结构中，基极输入，集电极VCC，发射极接地。截止时集电极和发射极间会有很高的阻抗，但这仅是简单结构下的特性，在这种特性下就要考虑实际管子周边的器件如二极管电容电阻等补偿器件。实际情况下，外界电磁波，寄生等对悬空会造成浮动。

  • 0 回复 Mister Lei
    Prodigy 60 points

    现在我们已经经过故障排查确认是因为该器件导致输入信号干扰了VCC，而不是其他回路导致的。

    暂就第一种现象来讨论，在未加电时为什么会在VCC观察到直流电平？也就是说输入端的信号是怎么干扰到VCC的？

    （本来在VCC上也应该观察到方波，由于去耦电容的作用，在VCC上观察到的只有直流电平，现象2能佐证这一点）

    还有在板子加电后也能在VCC测得40kHz的脉冲串扰，幅度峰-峰值约200mV。

    对比另一个没有使用SN74HC14NSR的板子就没有这种串扰的问题。

    希望我已经把问题描述得足够清楚了。

  • 0 回复 Peter
    Mastermind 7162 points

    您好，

    从您之前提供的线路来看 5V power supply 和 input 的 pull up 电压是同一个 +5VD，如果这条路径的确是相连的可以去掉试试。

    另外您说的其它板子用的是哪颗芯片？

  • 0 回复 Mister Lei
    Prodigy 60 points

    您提出的这个想法，也就是去掉输入信号的上拉电阻，已经验证过了。实验现象是一致的，依然会在VCC观测到约1.6V的直流电平。

    我说的其他板子上没有做去毛刺处理，输入信号使用SN74LVC162245经5V-3.3V电平转换后进入处理器了。

  • 0 回复 Peter
    Genius 5180 points

    14脚有去耦电容的话，不是就把窜扰消除了吗

  • 0 回复 WEN JAMES
    Prodigy 60 points

    可是仍然有直流会影响到+5VD网络，这也是我不需要的。

  • 0 回复 Peter
    Genius 5180 points

    实在不行的话，为该芯片专门提供一路电源。