2016年9月16日金曜日

SPI信号の補強に3-State Bufferの74HC125を使ってみる&ダンピング抵抗

基板どうしの接続に長々と線材を引き回すのでSPI信号を3-State Bufferで強化できるかどうか実験してみた。

回路図

ほんとはSPIのSCK、MOSIの2本、DCO、DCF、DCAそれぞれのCSの3本、DCAのLDAC(MCP4922用のラッチ)で計6本欲しいが、手持ちにある3-State Bufferの74HC125は4回路なので4本だけでテスト。

特に導通を制御する必要はないので、OEは全部直接GNDに落として常時バッファが動作するようにした。

3-Stateバッファでも74HC541という品種が8回路入っているようなので、実際使うときはこちらを使うつもり。

配線図

信号波形


ブレッドボード上で測定した。

バッファなし

ch1: MOSI ch2:SCK

バッファあり

74HC125を入れると波形のリンギングは整形される。が、立ち上がり、立下りはまあまあゆるい感じだ。使っているSPIのモード(MODE0)はクロック(ch2:SCK)の立ち上がりで評価するのでリンギングを低減させられれば精度を上げる効果はあると思う。

ダンピング抵抗


波形のリンギングを低減するのにダンピング抵抗を入れてみた。ちゃんと読んでないが、ダンピング抵抗は出力側近くに入れた方がいいらしいので74HC125から出力する直後に入れてみた。(参考:http://www.elsena.co.jp/elspear/specialist_column/technology_column7.html


信号波形


ダンピング抵抗の値を10Ω、47Ω、100Ω、470Ωに差し替えてSPI信号の波形を測定してみた。DCOにSPI信号を入力する付近で測定。

ダンピング抵抗なし

ダンピング抵抗:10Ω

ダンピング抵抗:47Ω

ダンピング抵抗:100Ω

ダンピング抵抗:470Ω

470Ωでは正常に読み取れないようで音が出なかった。