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[参考译文] NE555:RESET 引脚灌入大量电流

Guru**** 1624225 points
Other Parts Discussed in Thread: LMC555, TLC555, NE555
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/1340986/ne555-reset-pin-sinking-a-lot-of-current

器件型号:NE555
主题中讨论的其他器件:LMC555TLC555

我们 在简单设计中使用 NE555PWR 芯片(+另一个 IC)将瞬时按钮变为锁存按钮、并在按钮按压操作之间有2秒的冷却时间。 请参见随附的压缩原理图。

我们发现、当按下按钮时、即使存在强5V 上拉电阻、RESET 引脚也会瞬间拉低。 这会导致进一步的下游问题。 我们已将该部件替换为 Philips NE555N、问题就消失了;也就是说、RESET 引脚不会 立即灌入大量电流。

我们尝试了多个 NE555PWR 芯片和多个板。 不存在电源问题。 我们已从电路中移除 FET Q402和 IC U404、仅保留 U406 555、仍会 U406-4复位引脚暂时将复位线拉至低电平。 不会超过电压电平。  

我们希望获得一些帮助、以便调查问题发生的原因。

 
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    我已从示波器中附加了一个描述我们看到的行为的屏幕截图。

    图像:绿色=按钮按压、黄色= 555输出(555OUT)、蓝色=锁存输出(更新)、红色= Q402_2 (555复位)

    请注意、这张屏幕截图是在拆下 FET Q402并使用1KR 来代替 R4030上拉电阻的情况下拍摄的。  

    可以清楚地看到555的 RESET 引脚瞬间吸入大量电流。 已确认在取出锁扣触发器后仍会出现这种情况。  

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    Michael、您好!

    根据数据表规格、我们预计当 RESET 为 VCC 时、0.1 mA 平均为0.4 mA 最大值、当 RESET 拉至0V 时、-0.4 mA 为-1.5 mA。  

    根据您的原理图和示波器截图、 按下按钮时 R403好像存在5V 差分电压、表示5mA 表示电流。

    • 您是否直接测量了电流?
    • 您是否尝试过在按下按钮时将 RESET 短路至 VCC 并测量 Vcc 和进入 RESET 状态的电流?
    • 按下按钮期间 Vcc 是否也下降? 还是仅是复位引脚?

    此致!

    亚历克斯

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    尊敬的 Alex:

    感谢您的回复。
    • 不、还没有。 我很快就会执行该操作
    • 我们直接短接至 VCC、是的。 但我们尚未在短接至 RESET 引脚时测量流入该引脚的电流、
    • 不、VCC 坚如磐石。 芯片电源没有问题
    谢谢、
    迈克尔
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    嗨、Michael:  

    我们将等待来自电流测量的测试结果的反馈并以此为基础进行测量。 感谢您进行电流测量。  

    此致、  

    克里斯·费瑟斯通

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    Chris、您好!

    我已将 R403替换为1KR 电阻器、以测量通过555复位引脚的灌电流(请注意、我已确认 Q402 FET 不灌电流、U404-6 SN74LVC CLR 引脚也不灌电流、方法是在具有相同结果的单独电路板上将其完全移除)。

    下图显示了使用低电压差动探头测量1KR R403的电压。 绿色=按钮按压、蓝色= VR403

    在上面可以看到、当按下按钮时、1KR R403的电压削波为4.58V、并将该电压保持约2us。  计算出流经1KR R403 (因此吸入 RESET 引脚的电流)的电流为 4.58V/1KR = 4.58mA。

    注意:该电流被1KR 电阻削波、如脉冲波形的平坦顶部所示。

    然后、我将1KR 替换为100R 并再次捕获了波形。  下图显示了使用低电压差动探头穿过100R R403的电压。 绿色=按钮按压、蓝色= VR403

    在上面可以看到、当按下按钮时、100R R403的电压 最高为708mV。 该脉冲波形上似乎没有任何削波。  计算通过100R R403的电流(因此灌入 RESET 引脚的电流)为 708mV/100R = 7.08mA。

    NE555PWR 的数据表指出该电流不应超过4mA、但我已经证明过7mA 的电流是通过复位引脚灌入的。

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    嗨、Michael:

    感谢这些测量结果。 我们正在构建一个板来复制您的电路、并查看我们是否可以在最后重现问题。
    我们应在周一下班之前将测量结果反馈给您。

    此致、

    亚历克斯

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    嗨、Michael:  

    我们在 EVM 上构建了一个等效电路。 下面的结果显示我们看到846uA 的瞬态电流。 我们无法复制您的设置上显示的7mA。 我们将为触发引脚使用函数发生器。 这就是我们的设置之间的差异。 是否尝试过使用 TLC555或 LMC555等 CMOS 器件? 如果此电流影响应用、CMOS 栅极将不会出现此电流、因为没有 BJT 基极。  

    此致、  

    克里斯·费瑟斯通

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    Chris、您好!

    感谢您回来完成这个测试。

    您能否提供您确切设置的原理图?

    我们尝试过其他 TTL 555器件、发现它们在同一电路中不会表现出此特性。 CMOS 器件也可能会在此处得到改善。 似乎我们唯一的选择是更换 NE555PWR 的器件。

    谢谢、

    迈克尔

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    Michael、您好!

    下面是我们使用的设置原理图。

    • 我们使用了 HP33120A 函数发生器来代替物理按钮、生成100Hz、4Vpp 方波、具有2V 直流失调电压 作为触发引脚的输入。  
    • Keysight 直流电源设置为5V、具有100 mA 的电流限制。
    • 我们使用的示波器是 Tektronix DPO3054

    此致、

    亚历克斯·柯蒂斯

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    您好、Alex、可以不可以将函数发生器输出更改为0.5Hz 信号、然后重新测试? 按下按钮的人更喜欢这种情况。

    我在测试期间注意到、灌入 RESET 引脚的电流不一致、无法确定出现不一致的原因的模式或相关性。 您能否捕获多个波形、然后看看您看到进入复位引脚的灌电流是否存在差异?

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    Michael、您好!

    我们之前发送的示波器图是使用示波器在平均模式下获取的、16个样本均值计算。 关于触发输入的频率、将函数发生器的频率降至0.5Hz 并没有 影响 RESET 引脚的运行方式。 这次我使用带有有源探头的示波器、这可能是复位的最大电压低于之前的原因。  

    I_RESET = 66.94mV/100 = 669 μA  

    如前所述、我建议使用基于 CMOS 的器件、而不是 NE555。  

    谢谢、

    亚历克斯·柯蒂斯

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    嗨、Michael:

    我们再次查看了第一个示波器图、发现按下按钮时触发引脚远低于地电平。 我们今天返回实验室、在测试设置中将触发引脚拉到低于地电平800mV 左右、导致流入复位引脚的电流比我们之前测得的要大。 这违反了器件的绝对最大额定值。

    此致、

    亚历克斯·柯蒂斯

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    尊敬的 Alex:  

    好的捕获、这是一个有趣的结果。 我们将 调查原因。

    谢谢、

    迈克尔