Unsauberer Pegel nach TXB0104PWR

[Dustin L. (weeky)]

Hallo,

ich habe ein Problem mit meiner Schaltung und hoffe einen Denkanstoß 
bekommen zu können wo mein Problem ist. Als Disclaimer: Ich habe nicht 
gelernt PCBs zu layouten, hatte aber gehofft das halbwegs hinzubekommen 
da die Platine nur für die LED Steuerung eines unserer Projekte gedacht 
ist.

Ausgangssituation: Ich habe einen STM32F042 der eine Reihe WS2812 LEDs 
ansteuern soll. Dafür wird das Signal an Pin A1 erzeugt, und mit einem 
TXB0104PWR auf 5V LL geshiftet.

Problem: Testweise habe ich ein einfaches Rechtecksignal an dem Pin 
ausgeben lassen. Wenn ich dieses Signal mit meinem Oszilloskop 
(AnalogDiscovery 2) messen will, verbinde ich die beiden Anschlüsse des 
Tastkopfs (A+ und A- beim AD2) mit GROUND und LED_DATA_5V Signal an 
Steckverbinder J5 (auf PCB am rechten Rand). Der Stromverbrauch (nur 
gemessen mit meinem Labornetzteil SPD3303C) springt dann von 30mA auf 
70mA und das gemessene Signal ist unsauber und ergibt kein 5V 
Rechtecksignal (siehe Anhang "without_resistor.png"). Füge ich einen 
Widerstand (testweise 22kOhm) zwischen LED_DATA_5V und dem Tastkopf ein 
wird das Signal perfekt gemessen (siehe Anhang "with_resistor.png").
Gleiches Bild ergibt sich wenn ich versuche das Signal mit meinem 
LogicAnalyzer zu messen.

Fehlt hier externe Beschaltung am TXB0104PWR? Woher kann dieser Anstieg 
des Stroms kommen?

Vielen Dank im Vorraus! Falls weitere Daten/Abbildungen/o.Ä. benötigt 
werden stelle ich diese schnellstmöglich bereit.

Gruß

[Pete K. (pete77)]

8.3.5 Pullup or Pulldown Resistors on I/O Lines
The device is designed to drive capacitive loads of up to 70 pF. The 
output drivers of the TXB0104 device have
low dc drive strength. If pullup or pulldown resistors are connected 
externally to the data I/Os, their values must
be kept higher than 50 kΩ to ensure that they do not contend with the 
output drivers of the TXB0104 device.
For the same reason, the TXB0104 device must not be used in applications 
such as I
2C or 1-Wire where an
open-drain driver is connected on the bidirectional data I/O. For these 
applications, use a device from the TI
TXS01xx series of level translators.

[Dustin L. (weeky)]

Hallo Pete,

danke für die schnelle Antwort. Diesen Teil des Datenblatts des 
TXB0104PWR habe ich mir gestern auch schon angesehen, konnte mir aber 
keinen Reim daraus machen warum das bei der Messung ein Problem ist, 
haben das Scope und der LogicAnalyzer keinen sehr großen Pulldown (1 
MOhm)? Oder denke ich da gerade falsch? Also sollte ich bei einer neuen 
Revision des Boards einfach einen Widerstand in Reihe mit dem Ausgang 
vorsehen?

Gruß

[Frank K. (fchk)]

Levelshifter mit automatischer Richtungsumschaltung sind empfindlich. 
Ein Pullup an einer falschen Stelle kann die Richtungssteuerung 
verwirren.

Grundsätzlich gilt: Verwende solche Bausteine dann und nur dann, wenn es 
sich wirklich um bidirektionale Signale handelt und Du kein extra 
Richtungssignal hast.

In allen anderen Fällig verwendest Du Levelshifter mit manueller 
Richtungssteuerung wie z.B. 74LVC1T45/2T45/8T245 oder 
74AVC1T45/2T45/4T245/8T245. Diese haben keine derartigen Probleme, und 
speziell die 74LVC-T haben eine recht ordentliche Treiberleistung von 
+-24mA.

fchk

[Dustin L. (weeky)]

Hallo Frank,

ich hatte noch TXB0104PWR rumliegen von einem anderen Projekt und hatte 
gehofft die einfach nutzen zu können, wenn ich jetzt sowieso eine neue 
Revision mache klingen die 74LVC1T45 natürlich sinnvoller, gerade weil 
ich nur ein unidirektionales Signal habe.

Ich hatte nur angenommen, dass ein Scope an einen der Datenleitungen zu 
hängen nicht viel Einfluss auf den Stromkreis haben kann, vielleicht 
denke ich da zu naiv.

Gruß

[Frank K. (fchk)]

Dustin L. schrieb:

> Ich hatte nur angenommen, dass ein Scope an einen der Datenleitungen zu
> hängen nicht viel Einfluss auf den Stromkreis haben kann, vielleicht
> denke ich da zu naiv.

Ja.

Wie gesagt: diese Teile sind tückisch und daher grundsätzlich zu 
vermeiden, wenn es geht.

fchk

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Dustin L. schrieb:
> ich hatte noch TXB0104PWR rumliegen von einem anderen Projekt und hatte
> gehofft die einfach nutzen zu können

Nicht sinnvoll.

> Ich hatte nur angenommen, dass ein Scope an einen der Datenleitungen
> zu hängen nicht viel Einfluss auf den Stromkreis haben kann

Viel interessanter wird das, wenn du erstmal deine LEDs anschließt. Dann 
wird gar nichts mehr gehen. Das sind potentiell lange Leitungen, also 
viel Kapazität. Schnell soll es auch sein. Da brauchst du einen Treiber 
mit etwas mehr Wumm.


Frank K. schrieb:
> Wie gesagt: diese Teile sind tückisch und daher grundsätzlich zu
> vermeiden, wenn es geht.

Vor allem sind sie vollkommen ungeeignet. Das ist so, als ob man mit 
einem Skalpell einen Baum fällen wollen würde.