Сёркиты

Когда-то Александр поделился в своём канале историей о том, как длинное заземление щупа осциллографа стало причиной колебательных процессов в измеряемом сигнале. Этот случай — отличный и наглядный пример того, почему при важных измерениях лучше использовать "короткую землю".

Сегодня у меня как раз выдалась возможность подробнее разобраться в этом явлении и объяснить, что именно вызывает тот самый звон — и как он возникает.

То чувство, когда всю неделю занимаешься дебаггингом, кажется что вот-вот и проблема будет устранена, надеешься уйти в пятницу вечером с чувством победителя, но что-то все время идет не так.
И тебе приходится провести грядущие выходные с незакрытым гештальтом и неудовлетворенным интересом: «так все таки поможет то решение или нет?».

С другой стороны, золотое правило гласит, что нельзя делать ответственных вещей в пятницу вечером. Лучшее для этого время - понедельник 😉

На фото - отслоившийся полигон, который держится на плате за счет одного переходного отверстия

Боже, храни change polarity

Может ли диод проводить в обратном направлении?

Нас всегда учили, что диод проводит только в прямом направлении, однако ток может появится и в обратном направлении при определенных условиях. Обратный ток появляется если к проводящему в прямом направлении диоду резко приложить обратное напряжение (от катода к аноду, как показано на рисунке сверху). При прямом смещении p-n перехода в полупроводнике присутствует большая концентрация не основных носителей заряда. Для того чтобы диод заперся (образовался потенциальный барьер), требуется, чтобы носители рассосались. Однако рассасывание носителей происходит не мгновенно, а за время trr, суммарный заряд, который требуется удалить - Qrr. Пока носители не рассосутся, через диод протекает импульс обратного тока, который можно видеть на картинках слева. Данный эффект ограничивает частоту работы схем, в которых напряжение, приложенное к диоду, регулярно меняет знак. Чтобы снизить негативный эффект от восстановления, возможно использование диодов Шоттки и Fast recovery, сравнение переходных характеристик можно видеть на графике справа. Таким образом, при выборе диода для схем с частой сменой полярности напряжения стоит обращать внимание на параметры trr и Qrr.

В продолжение темы о FT пинах, своей историей поделился коллега:

Лично наступал на эти грабли. Продал две партии устройств по 400 штук.
Девайсы были с питанием от батареи и зарядкой от 5 В, которая, в том числе, была разведена на один из FT-пинов STM32.
Пока батарея была жива и на VCC присутствовало 3.3 В — всё было в порядке.
Если же пользователь разряжал батарею, то при подключении зарядки случались случаи «высвобождения дыма» из МК.
Напряжение на VCC при этом появлялось, пусть и с небольшой, но задержкой. Этого было достаточно.
При этом некоторые экземпляры из тех партий живы до сих пор (5+ лет) и нормально переживают такую ситуацию (проверял лично при разборе полётов).
С тех пор отношусь к первой странице даташита как к рекламному буклету — за подробностями лезу глубже. 😁

У микроконтроллеров STM32 есть Five-volt Tolerant (FT) пины, которые, как можно подумать из названия, устойчивы к напряжению 5V, при том что стандартное питание микроконтроллера - 3.3V.
На самом деле всё не так просто и однозначно с этими 5V. Есть несколько нюансов, которые нужно держать в голове, если собираетесь использовать эту фичу.

1. Vdd + 3.6V < 5.5V
На самом деле реальная толерантность этих пинов - не совсем 5V, а Vdd + 3.6V, но не более 5.5V.
Т.е. если ваш микроконтроллер питается от 3.3V, то FT-пину можно приложить не более 5.5V.
Если же ваш контроллер питается от 1.8V, то максимум уж не 5.5V, а 1.8V + 3.6V = 5.4V

2. Остерегайтесь Vdd = 0
Если в вашей системе возможна ситуация, когда на FT-пине присутствует 5V, а сам микроконтроллер еще не включен (т.е. его Vdd = 0), то условие Vdd + 3.6V превысится и микроконтроллер будет поврежден.
Для защиты от такого случая, можно поставить зенеровский диод между 5V и 3.3V как на картинке ниже.

3. Питание пина важно
Если пин питается не от Vdd, а от другого источника (Vdda, Vvbus, Vlcd и т.д.), то эти 3.6V отсчитываются не от Vdd, а от источника питания пина.
Иными словами, допустимое напряжение на FT пине, питающегося от USB будет Vusb + 3.6V, но не болоее 5.5V

4. Аналог не толерантен к 5V
Если FT-пин используется как аналоговый вход (Analog Input), то вся его толерантность к 5V обнуляется. Она превращается в стандартные Vdda/Vref + 0.3V.
Это обусловлено внутренней структурой пина в микроконтроллере.

5. FT не для output
Если FT пин настроен как output, то он перестает быть FT.
Обычно, никто не подает 5V на пин, если он настроен на выход.
Но лучше иметь это ввиду, чтоб не попасть в ситуацию «Я случайно приложил 5V к output пину во время дебага, но он же FT, а значит не должен выходить из строя, следовательно что-то другое его повредило».

Подробнее о внутренних структурах GPIO пинов в микроконтроллерах STM32, как избежать глупых ошибок при их настройке и как снизить их потребление, расписано в этом документе от ST.

Помню, как долгое время, сам того не понимая, использовал press-fit разъемы под пайку.

Монтажники впихивали их с помощью тисков, паяли, а потом жаловались, что отверстия слишком маленькие.
Я очень удивлялся, ведь они сделаны по рекомендациям из даташита.

Подробнее о плюсах и минусах press-fit разъемов написал ГРАН.

Может ли транзистор выгореть из-за маленького тока? Что на самом деле находится внутри силового транзистора? Какой эффект может проявиться в полевике, при низком напряжении затвора и высоком Vds?

Об этом написано в этой маленькой, но интересной статье на Хабре

Признаться, когда нужно измерить DC-напряжение, всегда есть соблазн ограничиться только мультиметром.
Он компактный, легкий: быстро приложил два щупа, увидел результат — готово.

Но иногда электроника преподносит сюрпризы.
Например, недавно при измерениях я увидел немного не то напряжение, которое ожидал. Просидел два часа, делая замеры, анализируя схему и проводя расчеты.

На следующий день решил всё-таки проверить осциллографом, что же происходит, и выяснилось: там, где я был уверен в наличии постоянного напряжения, оказался меандр.

Мультиметр выполняет замеры примерно 3 раза в 1 секунду (3 Гц), затем усредняет значения, а отображаемый результат может отличаться у разных моделей в зависимости от их внутреннего устройства.

Так что мультиметру доверяй, но осциллографом проверяй!

Texas Instruments представила «самый маленький в мире микроконтроллер» на выставке Embedded World 2025. MSPM0C1104 на базе Arm Cortex-MO+ имеет площадь всего 1,38 мм² — не больше, чем хлопья чёрного перца.


В TI считают, что разработка может использоваться в медицинских носимых устройствах и персональных электронныхе приложениях. компания отмечает, что при оптовой закупке MSPM0C1104 будет стоить всего 20 центов за штуку.

Микроконтроллер содержит все основные компоненты автономного компьютера, в том числе ЦП —32-битный Cortex-M0+, работающий на частотах до 24 МГц. Процессор имеет доступ к 1 КБ SRAM и до 16 КБ флэш-памяти.

Также MSPM0C1104 предлагает «12-битный аналого-цифровой преобразователь с тремя каналами; шесть универсальных входных/выходных контактов; совместимость со стандартными интерфейсами связи, такими как универсальный асинхронный приемопередатчик (UART), последовательный периферийный интерфейс (SPI) и межинтегральная схема (I2C)».

Новые микроконтроллеры могут работать в экстремальных условиях от –40°C до 125°C. Они также энергоэффективны, потребляя всего 87 мкА/МГц во время работы и 5 мкА в режиме ожидания с сохранением SRAM. Имеется даже встроенный звуковой сигнал.

Производители и DIY-энтузиасты смогут приобрести комплект разработчика MSPM0C1104 LaunchPad за $5,99, чтобы изучить возможности устройства.

Я сидел в общаге, пытался нарисовать схему для практики, которую проходил после 3 курса и спрашивал у своего однокурсника: "Почему так важно, что у него высокий входной импеданс? Что это вообще значит?".
Я не помню, что он тогда мне ответил, но сейчас попробую ответить на этот вопрос сам.

Всегда думал, что ограничение aspect ratio (соотношение толщины платы к минимальному диаметру отверстия) обусловлено проблемами сверловки.
Типа, сложно просверлить что-то толщиной 1 метр сверлом с диаметром 0.1мм.
Но ГРАН пишет, что это не так, а причина - в металлизации переходных отверстий.
Неожиданно!

src @pole_sam

В электроники размеры компонентов уменьшаются с каждым годом. Недавно
Murata выпустила индуктивность типоразмером 006003 это 0,15мм x 0,08мм. Для сравнения на картинке самый большой компонент это 0201 размерами 0,6мм x 0,3мм. Вот это действительно крошечный!

Помимо наглядного примера влияния количества слоев платы на ЭМС, в этом видео я также увидел наглядное объяснение виа-ститчинга (via stitching). А если быть точнее, то одного из его применений. А заодно, по ходу написания статьи, постарался описать причину возникновения электромагнитных помех на 2-слойных печатных платах. Грубо говоря, попытался пересказать видео за 2 минуты 😉

Сегодня поговорим об утечках и как с ними бороться.

Сталкивались ли вы с положительным потенциалом на отключенном домене питания? Самый вероятный сценарий появления напряжения на отключенном питании связан с утечками через соседние домены.

Рассмотрим пример:
На картинке 1 представлены две цифровые микросхемы, микросхема DD1 питается от домена 3V3_STB, DD2 от 3V3. Предположим, 3V3_STB присутствует, 3V3 отключено, в этом случае на питании 3V3 гарантировано появится потенциал. Его размер зависит от токонесущей способности выводов A1 - A3 и сопротивления между 3V3 и землей.

Почему так происходит?
Рассмотрим детальнее выводы A1 и D1. На картинке 2 представлена внутренняя структура микросхемы DD2. На входах цифровых микросхем стоят защитные диоды на питание и землю, через них и будет происходить утечка на 3V3.
На картинке 3 показан путь тока, домен 3V3_STB отказывается соединен с доменом 3V3 через транзистор и диод.

Есть несколько вариантов решения проблемы утечек:
1. Уменьшить сопротивление шины 3V3 (картинка 4). В этом случае ток, формируемый микросхемой, подключенной к домену 3V3_STB создаст лишь небольшое падение на резисторе.
2. Разорвать путь протекания тока. Для этих целей можно использовать буфер с высокоомным выходом (картинка 5). Буфер транслирует сигналы с входа на выход только при наличии питания 3V3 на выводе OE.
3. Снизить ток утекающий в домен. Для этого достаточно добавить последовательные резисторы между A1 и D1.
4. Программно запрещать (при такой возможности) выставлять логическую единицу на выводе A1 до установления питания 3V3.