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分享一顆小小的電阻引發的失敗設計案例

冬至子 ? 來源:鑫鑫鑫領域 ? 作者:鑫鑫鑫領域 ? 2023-04-23 15:37 ? 次閱讀

如果說芯片是電路的骨架,那么電阻就是在芯片之間起連接作用的關節。電阻的阻值、布放位置等,對設計的成功都起著至關重要的作用。

案例:產品由業務板和主控板構成。業務板上監控芯片的告警信號通過背板,輸送到主控板,經主控板上邏輯芯片74LVTH16244處理后連接到主控板上CPU的中斷信號。

功能測試發現,強制將業務板被監控的一路電源拉地,CPU中斷信號卻不被使能。

該案例部分電路圖如下圖所示:另外,考慮到單板的熱插拔要求,信號和背板連接器之間都串有電阻。R1=1000歐,R2=100歐,R3=1000歐。

進行強度測試的時候強制將被監控的電源接地,在業務板側,測量業務板電源監控芯片輸出的告警信號,可以測得有效低電平0V,但是在主控板74LVTH16244的一側,測得輸入信號電平為1.7V,遠遠超出低電平的輸入門限。

74LVTH16244是高阻抗輸入,因此3.3V將在三個電阻上分壓。當電源監控芯片輸出電平0V的時候,經過分壓之后,在主控板上74LVTH16244的輸入端分得電平為(3.3V/2100歐)X1100歐=1.7V,超出了電平的門限。

將R1的阻值換成33歐的時候,告警的時候74LVTH16244輸入電平為(3.3V/1133歐)X133歐=0.38V,仍在低電平門限之內,主控板能正確識別告警信息

這個案例看起來簡單,但是卻暴露出一個多單板協同設計時很容易出現的問題。在本案例中,考慮到熱插拔需要,單獨看主控板和業務板的設計都不存在設計缺陷,但是在協同工作時卻暴露出問題。

若一個產品由多塊單板組成,設計者在進行單板與背板連接器接口電路設計時,必須充分考慮本單板與其他單板協同工作的問題。

此外,需要提及的是,有的設計者咨詢,將R1的阻值改為33歐之后,74LVTH16244輸入電平0.38V雖然處在輸入信號的低電平門限范圍內,但是裕量不是很大,能不能將R3的阻值增大,如采用4700歐等,使得告警時74LVTH16244輸入電平進一步降低?答案是不能,這涉及到邏輯器件實現電平翻轉時的電流要求。

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