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工業(yè)IO卡的故事
—泛華測(cè)控應(yīng)用工程師 金龍
摘要
工業(yè)中經(jīng)常遇到的IO卡選擇的問(wèn)題，一般選擇依據(jù)設(shè)備要求的輸入類型：源極輸入還是漏極輸入來(lái)選擇板卡的驅(qū)動(dòng)方式：漏極輸出和源極輸出。本文從理論上推導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了漏極輸出驅(qū)動(dòng)源極輸入，并提供電路圖，有一定的應(yīng)用意義。
一、 概述
工業(yè)IO卡一般分為源、漏型輸出。選型前，要確定設(shè)備的輸入類型。盡量采用漏極輸出驅(qū)動(dòng)源級(jí)輸入和源級(jí)輸出驅(qū)動(dòng)漏極輸入的驅(qū)動(dòng)方式。
二、 漏極與源級(jí)
2.1 漏極輸出——源級(jí)輸入
6519為漏極輸出，即COM端為VCC，其典型電路及IO接口如下：（其中負(fù)載為源極輸入型，其COM端接VCC）。
源級(jí)輸入原理圖：
2.2源級(jí)輸出——漏極輸入
6518為源級(jí)輸出，即COM端接GND。其典型電路及IO接口如下：（其中負(fù)載為漏極輸入型，其COM端接GND）
漏極輸入原理圖如下：
共用VCC的就是源極型輸入輸出，共用GND的就是漏極型輸入輸出。注意，這里的“共用”指的不是COM端而是電路共用線。
如我們現(xiàn)在手中是漏極輸出的板卡，但是設(shè)備同為漏極輸入，是否可以通過(guò)變換電路實(shí)現(xiàn)相連呢？下面我們就來(lái)討論一下。
三、 漏極輸出驅(qū)動(dòng)漏極輸入
改進(jìn)方法如下：
3.1原理
這里只討論用純電阻的方法進(jìn)行改進(jìn)。電路中R1和R2作用都是限流(這是因?yàn)楣怦顚?dǎo)通后，主要為電流驅(qū)動(dòng))。
當(dāng)6519信號(hào)輸出為高電平時(shí)(這里指的不是TTL電平)，電流流過(guò)VCC-R2-R3-GND回路，R2要保證此時(shí)的負(fù)載輸入電流在“安全可用”的范圍內(nèi)。
當(dāng)6519信號(hào)輸出為低電平時(shí)(實(shí)際內(nèi)部直接接到了COM端，即GND)，相當(dāng)于將負(fù)載輸入與GND短路，從而使光耦截止。此時(shí)，電流流過(guò)VCC-R2-R1-GND回路，R1的作用是在保證負(fù)載光耦不導(dǎo)通的情況下，將電流控制在安全范圍內(nèi)，避免板卡燒掉。
R1越大，板卡越安全，但是負(fù)載輸入端口的電壓也就越高。所以，不是所有情況都可以這樣改的。具體情況下面會(huì)分析。
3.2推導(dǎo)
圖中VCC為0V—30V。設(shè)負(fù)載內(nèi)阻為R_3，負(fù)載所需最小導(dǎo)通電流為I_min，最大導(dǎo)通電流為I_max，負(fù)載最小導(dǎo)通電壓為U，板卡最大灌電流為〖I'〗_max。其中只有R_1和R_2為未知量，其確定方式如下：
3.3可行性分析
推論：當(dāng)板卡最大灌電流大于負(fù)載最小驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，一定可以用漏極輸出驅(qū)動(dòng)漏極輸入，此時(shí)，R_1=0。
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