集电极开路输出
集电极开路、漏极开路、推挽、上拉电阻、弱上拉、三态门、准双向口
集电极开路、漏极开路、推挽、上拉电阻、弱上拉、三态门、准双向口集电极开路输出的结构如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路;左边的三极管为反相之用,使输入为“0”时,输出也为“0”。
对于图 1,当左端的输入为“0”时,前面的三极管截止,所以5v电源通过1k电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通;当左端的输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止。
我们将图1简化成图2的样子,很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载到地,那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了,所以这个电路是不能输出高电平的。
图3中那个1k的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1k电阻及开关上流过,但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论,实际情况中开关电阻不为0,另外对于三极管还存在饱和压降),所以在开关上的电压为0,即输出电平为0。
如果开关断开,则由于开关电阻为无穷大(同上,不考虑实际中的漏电流),所以流过的电流为0,因此在1k 电阻上的压降也为0,所以输出端的电压就是5v了,这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的——即1k,如果接一个电阻为r的负载,通过分压计算,就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏,所以,如果要达到一定的电压的话,r就不能太小。
如果r 真的太小,而导致输出电压不够的话,那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。
但是,上拉电阻又不能取得太小,因为当开关闭合时,将产生电流,由于开关能流过的电流是有限的,因此限制了上拉电阻的取值。
另外还需要考虑到,当输出低电平时,负载可能还会给提供一部分电流从开关流过,因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端,这样就是一个IO口了,51的IO口就是这样的结构,其中P0口内部不带上拉,而其它三个口带内部上拉。
编码器的集电极开路输出原理
编码器的集电极开路输出原理1. 引言1.1 编码器的作用编码器是一种常用的传感器设备,用于将机械运动转换为数字信号。
它的主要作用是对机械运动进行测量和控制,通常用于工业自动化系统中。
编码器可以精确地测量物体的位置、速度和角度,从而实现精准的定位和控制。
它在各种领域中都有广泛的应用,如机械制造、自动化设备、医疗器械等。
集电极开路输出是编码器的一种常见输出方式,其原理是利用编码器内部的传感器检测物体的运动,并将信号转换为开路或闭路状态。
通过读取这些开路或闭路信号,可以确定物体的位置和运动方向。
集电极开路输出通常用于需要高精度测量和控制的应用场合,如机器人控制、数控机床和印刷设备等。
编码器的作用是实现对机械运动的精确测量和控制,而集电极开路输出则是其中一种常见的输出方式,具有高精度和稳定性的特点,适用于需要精确定位和控制的各种应用领域。
1.2 集电极开路输出的定义编码器是一种用于将机械位移转换成数字信号的装置,常用于测量和控制系统中。
集电极开路输出是一种编码器的输出信号类型,通常用于表示某种状态或事件发生。
具体来说,集电极开路输出是指编码器输出的信号线上出现开路状态,表示编码器所测量的位置或事件未发生。
这种输出方式通常用于需要简单状态表示的应用中,能够提供清晰的信号反馈。
在集电极开路输出中,编码器的输出线路上只有在被触发后才会导通电流,否则会保持断开状态。
这种设计使得集电极开路输出具有较高的抗干扰能力,能够在复杂环境下稳定地传输信号。
集电极开路输出也具有快速响应的特点,能够在瞬间反映出编码器所测量的状态变化。
集电极开路输出是一种简单且可靠的编码器输出方式,适用于需要快速、准确地获取状态信息的场合。
它在各种测量和控制系统中得到广泛应用,为系统的稳定运行和精准控制提供了重要支持。
2. 正文2.1 编码器工作原理编码器是一种用于测量和控制运动系统的装置,主要用于将位置、速度和方向等信息转换成电信号输出。
编码器工作原理是利用编码盘和传感器之间的光电原理来实现。
三极管集电极开路输出结构图解
三极管集电极开路输出结构图解————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:三极管集电极开路输出结构图解集电极开路输出的结构如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路;左边的三极管为反相之用,使输入为“0”时,输出也为“0”。
对于图 1,当左端的输入为“0”时,前面的三极管截止,所以5v 电源通过1k电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通;当左端的输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止。
我们将图1简化成图2的样子,很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载到地,那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了,所以这个电路是不能输出高电平的。
图3中那个1k的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1k电阻及开关上流过,但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论,实际情况中开关电阻不为0,另外对于三极管还存在饱和压降),所以在开关上的电压为0,即输出电平为0。
如果开关断开,则由于开关电阻为无穷大(同上,不考虑实际中的漏电流),所以流过的电流为0,因此在1k 电阻上的压降也为0,所以输出端的电压就是5v了,这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的——即1k,如果接一个电阻为r的负载,通过分压计算,就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏,所以,如果要达到一定的电压的话,r就不能太小。
如果r 真的太小,而导致输出电压不够的话,那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。
但是,上拉电阻又不能取得太小,因为当开关闭合时,将产生电流,由于开关能流过的电流是有限的,因此限制了上拉电阻的取值。
另外还需要考虑到,当输出低电平时,负载可能还会给提供一部分电流从开关流过,因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
编码器内部PNP NPN详解说明书 有图示
编码器输出信号类型一般情况下,从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,不能直接用于控制、信号处理和远距离传输,所以在编码器内还需要对信号进行放大、整形等处理。
经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波,因为矩形波输出信号容易进行数字处理,所以在控制系统中应用比较广泛。
增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。
1集电极开路输出集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端,并且集电极悬空的输出电路。
根据使用的晶体管类型不同,可以分为NPN集电极开路输出(也称作漏型输出,当逻辑1时输出电压为0V,如图2-1所示)和PNP集电极开路输出(也称作源型输出,当逻辑1时,输出电压为电源电压,如图2-2所示)两种形式。
在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下可以使用这种类型的输出电路。
图2-1 NPN集电极开路输出图2-2 PNP集电极开路输出对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到漏型输入的模块中,具体的接线原理如图2-3所示。
注意:PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。
图2-3 PNP型输出的接线原理对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到源型输入的模块中,具体的接线原理如图2-4所示。
注意:NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。
图2-4 NPN型输出的接线原理2.2电压输出型电压输出是在集电极开路输出电路的基础上,在电源和集电极之间接了一个上拉电阻,这样就使得集电极和电源之间能有了一个稳定的电压状态,如图2-5。
一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下使用这种类型的输出电路。
图2-5电压输出型2.3推挽式输出推挽式输出方式由两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成,如图2-6所示。
当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断,两个输出晶体管交互进行动作。
集电极开路输出
集电极开路输出在应用PLC、变频器和伺服电机等自动控制设备使时,通常会遇到集电极开路输出的接口输出形式,那么什么是集电极开路输出呢?集电极开路(Open Collector,在数字电路中简称OC门)电路中的“集”就是指三极管的集电极。
集电极开路输出其实就是控制三极管工作在截止区或者饱和区的一种工作状态。
三极管符号如图1所示:图1:左边为PNP型三极管,右边为NPN型三极管。
其中,基极用B(base)表示,集电极用C(collector)表示,发射极用E(emitter)表示。
典型的集电极开路电路如图2所示。
电路中右侧晶体管的集电极(output)什么都不接,所以叫做集电极开路。
右侧的三极管用作反向作用,即左侧(input)输入为0时左侧的三极管截至,VCC通过电阻加到右侧三极管基极,右侧的三极管导通,右侧输出端连接到地,输出0。
图2典型集电极开路电路从图2中可以看出,集电极开路输出是无法输出高电平的。
如果想要输出高电平,;可以在输出端加上上拉电阻。
因此集电极开路输出可以用作电平转换,通过上拉电阻上拉至不同的电压,来实现不同的电平转换。
用做驱动器时,由于OC门电路的输出管的集电极悬空,使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。
OC门通过上拉电阻可以输出高电平,此外,为了加大输出引脚的驱动能力,从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑,上拉电阻应当选择足够大,从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。
将OC门输出连接在一起时,在通过一个电阻接外电源,可以实现“线与”逻辑关系。
只要电阻的阻值和外电源电压的数值选择得当,就即能保证输出的高低电平符合要求,也能保证三极管的负载电流不至于过大。
集电极开路输出除了可以实现多门的线与逻辑关系外,通过使用大功率的三极管还可以直接驱动交大电流的负载,如继电器、脉冲变压器、指示灯等。
编码器内部PNP NPN详解说明 有图示
编码器输出信号类型一般情况下,从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,不能直接用于控制、信号处理和远距离传输,所以在编码器内还需要对信号进行放大、整形等处理。
经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波,因为矩形波输出信号容易进行数字处理,所以在控制系统中应用比较广泛。
增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。
1集电极开路输出集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端,并且集电极悬空的输出电路。
根据使用的晶体管类型不同,可以分为NPN集电极开路输出(也称作漏型输出,当逻辑1时输出电压为0V,如图2-1所示)和PNP集电极开路输出(也称作源型输出,当逻辑1时,输出电压为电源电压,如图2-2所示)两种形式。
在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下可以使用这种类型的输出电路。
图2-1 NPN集电极开路输出图2-2 PNP集电极开路输出对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到漏型输入的模块中,具体的接线原理如图2-3所示。
注意:PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。
图2-3 PNP型输出的接线原理对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到源型输入的模块中,具体的接线原理如图2-4所示。
注意:NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。
图2-4 NPN型输出的接线原理2.2电压输出型电压输出是在集电极开路输出电路的基础上,在电源和集电极之间接了一个上拉电阻,这样就使得集电极和电源之间能有了一个稳定的电压状态,如图2-5。
一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下使用这种类型的输出电路。
图2-5电压输出型2.3推挽式输出推挽式输出方式由两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成,如图2-6所示。
当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断,两个输出晶体管交互进行动作。
什么是OC和OD门
什么是OC门?什么是OD门来源:21ic整理作者:关键字:什么是集电极开路(OC)?我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用,使输入为"0"时,输出也为"0")。
对于图1,当左端的输入为“0”时,前面的三极管截止(即集电极C跟发射极E之间相当于断开),所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制,“1”时断开,“0”时闭合。
很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地,那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了,所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1K电阻及开关上流过,但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论,实际情况中开关电阻不为0,另外对于三极管还存在饱和压降),所以在开关上的电压为0,即输出电平为0。
如果开关断开,则由于开关电阻为无穷大(同上,不考虑实际中的漏电流),所以流过的电流为0,因此在1K电阻上的压降也为0,所以输出端的电压就是5V了,这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的(即1KΩ),如果接一个电阻为R的负载,通过分压计算,就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏,即5/(1+1000/R)伏。
所以,如果要达到一定的电压的话,R就不能太小。
如果R真的太小,而导致输出电压不够的话,那我们只有通过减小那个1K的上拉电阻来增加驱动能力。
但是,上拉电阻又不能取得太小,因为当开关闭合时,将产生电流,由于开关能流过的电流是有限的,因此限制了上拉电阻的取值,另外还需要考虑到,当输出低电平时,负载可能还会给提供一部分电流从开关流过,因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
集电极开路或漏极开路输出的结构
集电极开路或漏极开路输出的结构
集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出的结构是指一种电路配置,
其输出部分包含一个开路的集电极(OC)或漏极(OD)。
在这种配置中,
输出电路的负载与电源之间没有直接的电路路径,电流无法从负载到达电源,因此产生开路输出。
在这种结构中,通常使用晶体管作为开关设备。
晶体管有三个极,即
基极(B)、发射极(E)和集电极(C)(双极型晶体管)或漏极(D)
(场效应晶体管)。
在集电极开路(OC)输出结构中,负载(通常是电阻或其他电器元件)连接到集电极(C)上。
当晶体管的基极(B)接收到适当的输入信号时,
它会导致电流流经集电极(C)和负载。
此时,负载上会有可调节的电压,依赖于基极电流和晶体管的增益。
在漏极开路(OD)输出结构中,负载连接到漏极(D)上。
当输入信
号导致晶体管的栅极(G)(场效应晶体管)或基极(B)(双极型晶体管)导通时,漏极(D)与源极(S)之间产生电流流动。
该电流经过负载,导
致负载上出现可调节的电压。
在这两种结构中,输出电路中的负载可以是任何需要电压或电流信号
的设备或电路。
负载的特性以及输入信号的特性决定了输出的行为和性能。
通过合适的电源和控制电路,可以实现不同的输出特性,如放大、开关等。
集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出结构在不同的电路中都有广
泛的应用。
例如,作为功率放大器、开关电路、信号处理电路等等。
这些
结构的设计和应用需要考虑电源、负载和输入信号的特性,以确保电路的
正常运行和所需的输出。
集电极开路输出的原理
集电极开路输出的原理电压比较器LM393没有高电平输出, 作者 ruoye0228 日期 2009-3-173:12:00电压比较器LM393没有高电平输出,像LM393、LM339等电压比较器,是集电极开路输出的,所以必须加上拉电阻,才能输出高电平。
A:我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用,使输入为“0”时,输出也为“0”)。
对于图1,当左端的输入为“0”时,前面的三极管截止(即集电极C跟发射极E之间相当于断开),所以5V电源通过1K 电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制,“1”时断开,“0”时闭合。
很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地,那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了,所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1K电阻及开关上流过,但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论,实际情况中开关电阻不为0,另外对于三极管还存在饱和压降),所以在开关上的电压为0,即输出电平为0。
如果开关断开,则由于开关电阻为无穷大(同上,不考虑实际中的漏电流),所以流过的电流为0,因此在1K电阻上的压降也为0,所以输出端的电压就是5V了,这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的(即1KΩ),如果接一个电阻为R的负载,通过分压计算,就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏,即5/(1+1000/R)伏。
所以,如果要达到一定的电压的话,R 就不能太小。
集电极开路输出、开漏输出、推挽输出
【电子大讲堂】集电极开路输出、开漏输出、推挽输出集电极开路(OC)输出:集电极开路输出的结构如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用,使输入为"0"时,输出也为"0")。
对于图1,当左端的输入为“0”时,前面的三极管截止(即集电极C跟发射极E之间相当于断开),所以5V 电源通过1K电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制,“1”时断开,“0”时闭合。
很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地,那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了,所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1K电阻及开关上流过,但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论,实际情况中开关电阻不为0,另外对于三极管还存在饱和压降),所以在开关上的电压为0,即输出电平为0。
如果开关断开,则由于开关电阻为无穷大(同上,不考虑实际中的漏电流),所以流过的电流为0,因此在1K电阻上的压降也为0,所以输出端的电压就是5V了,这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的(即1KΩ),如果接一个电阻为R的负载,通过分压计算,就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏,即5/(1+1000/R)伏。
所以,如果要达到一定的电压的话,R就不能太小。
如果R真的太小,而导致输出电压不够的话,那我们只有通过减小那个1K的上拉电阻来增加驱动能力。
但是,上拉电阻又不能取得太小,因为当开关闭合时,将产生电流,由于开关能流过的电流是有限的,因此限制了上拉电阻的取值,另外还需要考虑到,当输出低电平时,负载可能还会给提供一部分电流从开关流过,因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
OC门知识
什么是集电极开路(OC)?我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用,使输入为"0"时,输出也为"0")。
对于图1,当左端的输入为“0”时,前面的三极管截止(即集电极C跟发射极E之间相当于断开),所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制,“1”时断开,“0”时闭合。
很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地,那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了,所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1K电阻及开关上流过,但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论,实际情况中开关电阻不为0,另外对于三极管还存在饱和压降),所以在开关上的电压为0,即输出电平为0。
如果开关断开,则由于开关电阻为无穷大(同上,不考虑实际中的漏电流),所以流过的电流为0,因此在1K电阻上的压降也为0,所以输出端的电压就是5V了,这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的(即1KΩ),如果接一个电阻为R的负载,通过分压计算,就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏,即5/(1+1000/R)伏。
所以,如果要达到一定的电压的话,R就不能太小。
如果R真的太小,而导致输出电压不够的话,那我们只有通过减小那个1K的上拉电阻来增加驱动能力。
但是,上拉电阻又不能取得太小,因为当开关闭合时,将产生电流,由于开关能流过的电流是有限的,因此限制了上拉电阻的取值,另外还需要考虑到,当输出低电平时,负载可能还会给提供一部分电流从开关流过,因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
集电极开路(oc)或漏极开路(od)输出的结构
集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出的结构是指在电路中,当电流传输到最终输出端时,由于某种原因无法正常输出电流,出现开路或漏路的情况。
这种情况在电路设计和应用中是很常见的,并且对电路的正常运行有着重要影响。
在本文中,我将深入探讨集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出的结构,并就此进行全面评估和讨论。
1. 开路和漏路的定义在集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出的结构中,开路是指电路中的某个环节或元件由于损坏或其他原因导致电流无法正常通过,从而使得电路中断或无法输出预期的信号或电流。
漏路则是指电路中某个元件或部分出现电流泄漏的情况,导致电路输出异常或失效。
2. 开路和漏路的影响在电路中,一旦出现集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出的结构,会对电路的正常运行产生严重影响。
开路会导致电路无法传输预期的电流或信号,从而使设备无法正常工作。
漏路则会导致电路中出现异常电流,可能会损坏其他元件或对设备造成损害。
及时发现和解决开路或漏路问题对于电路的稳定运行至关重要。
3. 开路和漏路的检测和解决针对集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出的结构,需要通过一系列的测试和分析来检测和解决问题。
可以利用多米特、示波器等测试仪器进行电路的连通性测试和信号输出测试,以确定是否存在开路或漏路情况。
一旦发现问题,需要及时确认问题部位并进行修复或替换损坏元件,以恢复电路的正常运行。
4. 个人观点和理解对于集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出的结构,我认为在电路设计和实际应用中,需要重视对开路和漏路问题的预防和解决。
在电路设计过程中,应该采取可靠的元件和连接方式,以减少开路或漏路的发生。
在电路应用过程中,需要定期进行维护和检测,及时处理发现的问题,确保电路的稳定运行。
总结回顾本文对集电极开路(OC)或漏极开路(OD)输出的结构进行了全面评估和深入探讨。
从定义、影响、检测和解决以及个人观点和理解等方面进行了详细阐述。
OC门OD门。
1. 集电极开路输出在电路中常会遇到漏极开路(Open Drain)和集电极开路(Open Collector)两种情形。
漏极开路电路概念中提到的“漏”是指MOSFET的漏极。
同理,集电极开路电路中的“集”就是指三极管的集电极。
在数字电路中,分别简称OD门和OC门。
典型的集电极开路电路如图所示。
电路中右侧的三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路,左侧的三极管用于反相作用,即左侧输入“0”时左侧三极管截止,VCC通过电阻加到右侧三极管基极,右侧三极管导通,右侧输出端连接到地,输出“0”。
从图中电路可以看出集电极开路是无法输出高电平的,如果要想输出高电平可以在输出端加上上拉电阻。
因此集电极开路输出可以用做电平转换,通过上拉电阻上拉至不同的电压,来实现不同的电平转换。
用做驱动器。
由于OC门电路的输出管的集电极悬空,使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。
OC门使用上拉电阻以输出高电平,此外为了加大输出引脚的驱动能力,上拉电阻阻值的选择原则,从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。
将OC门输出连在一起时,再通过一个电阻接外电源,可以实现“线与”逻辑关系。
只要电阻的阻值和外电源电压的数值选择得当,就能做到既保证输出的高、低电平符合要求,而且输出三极管的负载电流又不至于过大。
集电极开路输出除了可以实现多门的线与逻辑关系外,通过使用大功率的三极管还可用于直接驱动较大电流的负载,如继电器、脉冲变压器、指示灯等。
2. 漏极开路输出和集电极开路一样,顾名思义,开漏电路就是指从MOSFET的漏极输出的电路。
典型的用法是在漏极外部的电路添加上拉电阻到电源如图所示。
完整的开漏电路应由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
这里的上拉电阻R的阻值决定了逻辑电平转换的上升/下降沿的速度。
阻值越大,速度越低,功耗越小。
因此在选择上拉电阻时要兼顾功耗和速度。
标准的开漏脚一般只有输出的能力。
添加其它的判断电路,才能具备双向输入、输出的能力。
集电极开路输出工作原理
集电极开路输出工作原理一、集电极开路输出(OC输出)通常用于哪种电路?A. 模拟电路B. 数字电路C. 射频电路D. 电源电路(答案)B二、集电极开路输出的主要特点是什么?A. 输出电压高B. 输出电流大C. 可实现线与逻辑D. 功耗低(答案)C三、在集电极开路输出电路中,当输入为高电平时,输出端的状态是?A. 高电平B. 低电平C. 高阻态D. 不确定(答案)B四、集电极开路输出电路中,通常需要外接什么元件来实现正常的逻辑电平输出?A. 电阻B. 电容C. 上拉电阻D. 下拉电阻(答案)C五、集电极开路输出(OC)与三态门输出(TS)在功能上的主要区别是什么?A. OC输出不能实现高阻态,TS输出可以B. OC输出可以实现高电平,TS输出不能C. OC输出需要外接上拉电阻,TS输出不需要D. OC输出功耗更低(答案)A六、以下哪个逻辑门电路通常不会采用集电极开路输出形式?A. 与门B. 或门C. 非门D. 与非门(答案)C(注:虽然非门理论上也可以采用OC输出,但相比其他逻辑门,它更常采用单独输出形式,此题选择最不常采用的形式)七、集电极开路输出电路中,当多个输出端并联时,需要特别注意什么?A. 输出电压的匹配B. 输出电流的分配C. 上拉电阻的选择D. 输入信号的同步(答案)C八、在集电极开路输出(OC)电路中,上拉电阻的阻值选择对电路性能有何影响?A. 阻值越大,输出电流越大B. 阻值越小,输出电压越高C. 阻值适中,可平衡电流与电压D. 阻值对电路性能无影响(答案)C。
什么是集电极开路输出_集电极开路输出点的作用
什么是集电极开路输出_集电极开路输出点的作用
什么是集电极开路输出_集电极开路输出点的作用
开路集电极是用三极管导通和截止形成的“开”各“关”控制信号。
输出点与数字公共端子之间,相当于一个微型开关。
可外接电源和负载,由外接电源、负载、端子内部开关形成电流通路。
如外接DC24V与小型继电器,一般开关集电极输出点的电流容量为100mA以下,外部负载供电电源电压50V以下。
与无源触点(继电器输出触点)数字端子相比,集电极输出只适应外接直流负载,外供电源也应为直流电源。
可以说,是一个“单向直流开关”,不允许外接交流负载,并且对外供负载类型和电压级别有要求。
开路集电极输出其实就是一个控制三极管工作在截止区或者饱和区这两种状态,相当于一个开关,但是这不能接电流较大的负载,毕竟它是晶体管不是继电器,这个开关是可以编程的,可以设定成变频器的状态或者是其他的一些功能定义。
集电极开路输出端的作用
1、变频器采用集中或远程控制的话,该点可以提供给PLC,表明变频器是否正在运行。
2、也可以应用在和其它设备联锁控制逻辑中,比如某个设备的运行需要另一个设备已经运行。
3、也可以直接连接指示灯,表明变频器是否运行。
注意:运行信号是最重要的控制信号之一,是很多控制的依据,对于控制系统来讲,如果连被控设备的状态都不知道,那样的逻辑是不完整的。
集电极开路输出是什么意思
集电极开路输出是什么意思一、集电极开路输出的原理简单的原理如下图所示,三极管导通时,集电极输出低电平;三极管关断时,集电极输出悬空,因此该电路在工作时需要外接负载电阻和电源。
只要电阻的阻值和电源电压的数值选择得当,就能够做到既保证输出的高、低电平符合要求,输出端三极管的负载电流又不过大。
集电极开路输出的原理图二、两类集电极开路输出集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端,并且集电极悬空的输出电路。
一般分为NPN集电极开路输出(见图1)和PNP集电极开路输出(见图2)。
1、NPN型三极管由三块半导体构成,其中两块N型和一块P型半导体组成,P型半导体在中间,两块N型半导体在两侧。
三极管是电子电路中最重要的器件,它最主要的功能是电流放大和开关作用。
NPN 是用B→E 的电流(IB)控制C→E 的电流(IC),E极电位最低,且正常放大时通常C极电位最高,即 VC 》 VB 》 VE。
2、PNP型三极管由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管,所以称为PNP型三极管。
也可以描述成,电流从发射极E流入的三极管。
PNP是用E→B 的电流(IB)控制E→C 的电流(IC),E极电位最高,且正常放大时通常C极电位最低,即VC 《 VB 《 VE。
三、电压输出、互补输出和线性驱动输出之间的区别1、电压输出是在集电极开路输出的电路基础上,在电源间和集电极之间接了一个上拉电阻,使得集电极和电源之间能有一个稳定的电压状态,见图3。
2、互补输出是输出上具备NPN和PNP两种输出晶体管的输出电路。
根据输出信号的[H]、[L],2个输出晶体管交互进行[ON]、[OFF]动作,比集电极开路输出的电路传输距离能稍远,也可与集电极开路输入机器(NPN、PNP)连接。
输出电路见图4。
3、线性驱动输出是采用RS-422标准,用AM26LS31芯片应用于高速、长距离数据传输的输出模式。
信号以差分形式输出,因此抗干扰能力更强。
编码器内部pnpnpn详解说明有图示
编码器内部P N P N P N详解说明有图示-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1编码器输出信号类型一般情况下,从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,不能直接用于控制、信号处理和远距离传输,所以在编码器内还需要对信号进行放大、整形等处理。
经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波,因为矩形波输出信号容易进行数字处理,所以在控制系统中应用比较广泛。
增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。
1集电极开路输出集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端,并且集电极悬空的输出电路。
根据使用的晶体管类型不同,可以分为NPN集电极开路输出(也称作漏型输出,当逻辑1时输出电压为0V,如图2-1所示)和PNP集电极开路输出(也称作源型输出,当逻辑1时,输出电压为电源电压,如图2-2所示)两种形式。
在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下可以使用这种类型的输出电路。
图2-1 NPN集电极开路输出图2-2 PNP集电极开路输出对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到漏型输入的模块中,具体的接线原理如图2-3所示。
注意:PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。
图2-3 PNP型输出的接线原理对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到源型输入的模块中,具体的接线原理如图2-4所示。
注意:NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。
图2-4 NPN型输出的接线原理电压输出型电压输出是在集电极开路输出电路的基础上,在电源和集电极之间接了一个上拉电阻,这样就使得集电极和电源之间能有了一个稳定的电压状态,如图2-5。
一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下使用这种类型的输出电路。
图2-5电压输出型推挽式输出推挽式输出方式由两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成,如图2-6所示。
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集电极开路输出我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用,使输入为“0”时,输出也为“0”)。
对于图1,当左端的输入为“0”时,前面的三极管截止(即集电极c跟发射极e之间相当于断开),所以5v电源通过1k电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制,“1”时断开,“0”时闭合。
很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地,那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了,所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1k的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1k电阻及开关上流过,但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论,实际情况中开关电阻不为0,另外对于三极管还存在饱和压降),所以在开关上的电压为0,即输出电平为0。
如果开关断开,则由于开关电阻为无穷大(同上,不考虑实际中的漏电流),所以流过的电流为0,因此在1k电阻上的压降也为0,所以输出端的电压就是5v了,这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的(即1kω),如果接一个电阻为r的负载,通过分压计算,就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏,即5/(1+1000/r)伏。
所以,如果要达到一定的电压的话,r就不能太小。
如果r真的太小,而导致输出电压不够的话,那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。
但是,上拉电阻又不能取得太小,因为当开关闭合时,将产生电流,由于开关能流过的电流是有限的,因此限制了上拉电阻的取值,另外还需要考虑到,当输出低电平时,负载可能还会给提供一部分电流从开关流过,因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端,这样就是一个io口了(51的io口就是这样的结构,其中p0口内部不带上拉,而其它三个口带内部上拉),当我们要使用输入功能时,只要将输出口设置为1即可,这样就相当于那个开关断开,而对于p0口来说,就是高阻态了。
对于漏极开路(od)输出,跟集电极开路输出是十分类似的。
将上面的三极管换成场效应管即可。
这样集电极就变成了漏极,oc就变成了od,原理分析是一样的。
另一种输出结构是推挽输出。
推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关,当要输出高电平时,上面的开关通,下面的开关断;而要输出低电平时,则刚好相反。
比起oc或者od来说,这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。
如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话,就会产生很大的电流,有可能将输出口烧坏。
而上面说的oc或od输出则不会有这样的情况,因为上拉电阻提供的电流比较小。
如果是推挽输出的要设置为高阻态时,则两个开关必须同时断开(或者在输出口上使用一个传输门),这样可作为输入状态,avr单片机的一些io口就是这种结构。
什么是上拉电阻?下拉电阻?在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平,通过1k电阻接高电平或接地。
1. 电阻作用:(1)接电阻就是为了防止输入端悬空(2)减弱外部电流对芯片产生的干扰(3)保护cmos内的保护二极管,一般电流不大于10ma(4)上拉和下拉、限流(5)改变电平的电位,常用在ttl-cmos匹配(6)在引脚悬空时有确定的状态(7)增加高电平输出时的驱动能力。
(8)为oc门提供电流1)那要看输出口驱动的是什么器件,如果该器件需要高电压的话,而输出口的输出电压又不够,就需要加上拉电阻。
2)如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平你要控制它必须用低电平才能控制如三态门电路三极管的集电极,或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下来成为低电平。
反之,(9)尤其用在接口电路中,为了得到确定的电平,一般采用这种方法,以保证正确的电路状态,以免发生意外,比如,在电机控制中,逆变桥上下桥臂不能直通,如果它们都用同一个单片机来驱动,必须设置初始状态.防止直通!2、定义:l 上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!电阻同时起限流作用!下拉同理!l 上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流l 弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分l 对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如普通门电路)提升电流和电压的能力是有限的,上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。
3、为什么要使用拉电阻:l 一般作单键触发使用时,如果ic本身没有内接电阻,为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态,必须在ic外部另接一电阻。
l 数字电路有三种状态:高电平、低电平、和高阻状态,有些应用场合不希望出现高阻状态,可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态,具体视设计要求而定!l 一般说的是i/o端口,有的可以设置,有的不可以设置,有的是内置,有的是需要外接,i/o端口的输出类似与一个三极管的c,当c接通过一个电阻和电源连接在一起的时候,该电阻成为上c拉电阻,也就是说,如果该端口正常时为高电平,c通过一个电阻和地连接在一起的时候,该电阻称为下拉电阻,使该端口平时为低电平,作用吗:比如:当一个接有上拉电阻的端口设为输如状态时,他的常态就为高电平,用于检测低电平的输入。
l 上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。
一般说法是拉电流,下拉电阻是用来吸收电流的,也就是你同学说的灌电流线驱动(差动输出)线驱动器是一个源电流输出器件。
在导通状态时,线驱动器输出为电源(vcc);在关断状态时,输出悬空。
因此,线驱动器需要一个灌电流输入接口。
下面表格中给出了一个简单的线驱动器的原理图。
差动输出(欧姆龙称为线性驱动输出)线性驱动输出就是根据rs-422a的数据输送回路。
可通过双股搅合线电缆进行长距离输送集电极开路集电极开路电路是灌电流输出器件。
在关断状态时,集电极开路输出连到地;在导通状态时,集电极开路输出悬空。
因此,集电极开路输出需要一个源电流输入接口。
下面表格中给出了一个简单的集电极开路输出电路的原理图。
推挽式推挽式输出结合了线驱动与集电极开路输出,在关断状态时,推挽式输出接地;在导通状态时,推挽式输出连到电源(vcc)。
推挽输出(欧姆龙称为互补输出)输出回路有2种,即npn与pnp2种晶体管输出。
根据输出信号h或l,2种晶体管输出互相交叉进行on或off动作,使用时,正电源,0v分别为吸合,拉下互补输出是输出电流流出或流入2种动作,特征是信号的上升、下降速度快,可进行导线的长距离延长。
可与开路集电极输入机器(npn/pnp)连接,另外还可以连接到电压输入机器上。
但是为了能更好的发挥未来的性能,一般推荐在电压输入机器上使用电压输入的编码器。
漏型输入所谓“漏型输入”,是一种由plc内部提供输入信号源,全部输入信号的一端汇总到输入的公共连接端com的输入形式。
又称为“汇点输入”。
、输入传感器为接近开关时,只要接近开关的输出驱动力足够,漏型输入的plc 输入端就可以直接与npn集电极开路型接近开关的输出进行连接但是,当采用pnp集电极开路型接近开关时,由于接近开关内部输出端与0v间的电阻很大,无法提供电耦合器件所需要的驱动电流,因此需要增加“下拉电阻”。
如图。
增加下拉电阻后应注意,此时的plc内部输入信号与接近开关发信状态相反,即接近开关发信时,“下拉电阻”上端为24v,光电耦合器件无电流,内部信号为“0”;未发信时,plc内部dc24v与0v之间,通过光电耦合器件、限流电阻、“下拉电阻”经公共端com构成电流回路,输入为“1”。
下拉电阻的阻值主要决定于plc输入光电耦合器件的驱动电流、plc内部输入电路的限流电阻阻值。
通常情况下,其值为1.5—2kω,计算公式如下:第一种公式:r≤[(ve-0.7)/ii]-ri式中:r——下拉电阻(kω)ve——输入电源电压(v)ii——最小输入驱动电流(ma)ri——plc内部输入限流电阻(kω)公式中取发光二极管的导通电压为0.7v。
第二种公式:下拉电阻≤[输入限流电阻/(最小on电压/24v)]-输入限流电阻源型输入所谓“源型输入”,是一种由外部提供输入信号电源或使用plc内部提供给输入回路的电源,全部输入信号为“有源”信号,并独立输入plc的输入连接形式。
输入传感器为接近开关时,只要接近开关的输出驱动力足够,源型输入的plc 输入端就可以直接与pnp集电极开路型接近开关的输出进行连接。
相反,当采用npn集电极开路型接近开关时,由于接近开关内部输出端与24v间的电阻很大,无法提供电耦合器件所需要的驱动电流,因此需要增加“上拉电阻”。
如图。
增加下拉电阻后应注意,此时的plc内部输入信号与接近开关发信状态相反,即接近开关发信时,“上拉电阻”上端为0v,光电耦合器件无电流,内部信号为“0”;未发信时,plc内部dc24v与0v之间,通过光电耦合器件、限流电阻、“上拉电阻”经公共端com构成电流回路,输入为“1”。
上拉电阻的阻值主要决定于plc输入光电耦合器件的驱动电流、plc内部输入电路的限流电阻阻值。
通常情况下,其值为1.5—2kω,其计算公式与下拉电阻计算公式相同。
增长共性或减少共性取决于连接的设备。
漏型有减少共性,打开时电流从负载流向单元。
源型正相反,共性增加,电流从单元流向负载。
以上资料来源于网络,本人只是加以集合,以便应用。
s7-200plc既可接漏型,也可接源型,而300plc一般是源型,欧美一般是源型,输入一般用pnp的开关,高电平输入。
而日韩好用漏型,一般使用npn型的开关也就是低电平输入。
所以选择plc的模块是要分清源型还是漏型的。
使用伺服的时候也应注意是线驱动,还是oc输出,因为这跟上位运动控制器有直接的联系。