مقاومة السحب

تتضمن هذه المقالة قائمة بالمراجع العامة ، لكنها تفتقر إلى الاستشهادات المضمنة الكافية . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة من خلال تقديم استشهادات أكثر دقة. ( يناير 2015 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

في الدوائر المنطقية الإلكترونية ، المقاومة الساحبة ( PU ) أو المقاومة الساحبة ( PD ) هي مقاومة تستخدم لضمان حالة معروفة للإشارة. ^[1] تُستخدم عادةً مع مكونات مثل المفاتيح والترانزستورات ، والتي تقاطع فعليًا اتصال المكونات اللاحقة بالأرض أو بـ V _CC . بدون مثل هذه المقاومة، يؤدي إغلاق المفتاح إلى إنشاء اتصال مباشر بالأرض أو V _{CC ؛ عندما يكون المفتاح} مفتوحًا ، ستُترك بقية الدائرة عائمة (أي سيكون لها جهد غير محدد)، وهو أمر غير مرغوب فيه بشكل عام.

بالنسبة للمفتاح المستخدم لتوصيل دائرة بالأرض، تضمن المقاومة الساحبة (المتصلة بين الدائرة وV _{CC )} جهدًا محددًا جيدًا (أي V _CC ، أو مرتفع منطقيًا) عندما يكون المفتاح مفتوحًا. بالنسبة للمفتاح المستخدم لتوصيل دائرة بـ V _CC (على سبيل المثال إذا تم استخدام المفتاح أو الزر لنقل إشارة "عالية")، تضمن المقاومة الساحبة المتصلة بين الدائرة والأرض جهدًا أرضيًا محددًا جيدًا (أي منخفض منطقيًا) عبر بقية الدائرة عندما يكون المفتاح مفتوحًا.

تبديل جهد الخرج/الإشارة	تم فتح المفتاح	تم إغلاق المفتاح
مع مقاومة السحب	جهد إمداد موجب / إشارة عالية	جهد الأرض / إشارة منخفضة
مع مقاومة السحب للأسفل	جهد الأرض / إشارة منخفضة	جهد إمداد موجب / إشارة عالية
بدون مقاومة سحب لأعلى أو لأسفل	جهد/إشارة غير محدد	تبديل جهد الإدخال/الإشارة

لا يعادل المفتاح المفتوح مكونًا ذا معاوقة لا نهائية. لا يمكن تحديد الجهد الثابت في أي حلقة بمفتاح مفتوح بواسطة قوانين كيرشوف ، بينما يمكن تحديد الجهد مع مكون ذي معاوقة لا نهائية بواسطة هذه القوانين. وبالتالي، فإن الفولتية عبر تلك المكونات الحرجة (مثل البوابة المنطقية في المثال الموجود على اليمين)، والتي توجد فقط في حلقات تتضمن المفتاح المفتوح، غير محددة أيضًا. تعمل المقاومة الساحبة على إنشاء حلقة إضافية بشكل فعال فوق المكونات الحرجة، مما يضمن تحديد الجهد جيدًا حتى عندما يكون المفتاح مفتوحًا.

لكي يخدم المقاوم الساحب هذا الغرض الوحيد فقط ولا يتداخل مع الدائرة بخلاف ذلك، يجب استخدام مقاوم بكمية مناسبة من المقاومة. ولهذا، يُفترض أن المكونات الحرجة لها معاوقة لا نهائية أو عالية بدرجة كافية ، وهو أمر مضمون، على سبيل المثال، للبوابات المنطقية المصنوعة من FETs . في هذه الحالة، عندما يكون المفتاح مفتوحًا، يختفي انخفاض الجهد عبر المقاوم الساحب (مع معاوقة منخفضة بدرجة كافية ) عمليًا، وتبدو الدائرة وكأنها سلك متصل مباشرة بـ V _CC . من ناحية أخرى، عندما يكون المفتاح مغلقًا، يجب أن يكون للمقاومة الساحبة معاوقة عالية بدرجة كافية مقارنة بالمفتاح المغلق حتى لا تؤثر على الاتصال بالأرض. معًا، يمكن استخدام هذين الشرطين لاستنتاج قيمة مناسبة لمقاومة المقاوم الساحب. ومع ذلك، عادةً ما يتم اشتقاق حد أدنى فقط، على افتراض أن المكونات الحرجة لها بالفعل معاوقة لا نهائية.

غالبًا ما يُطلق على المقاوم ذي المقاومة المنخفضة نسبيًا (بالنسبة للدائرة التي يوجد بها) اسم "السحب القوي" لأعلى أو لأسفل؛ فعندما تكون الدائرة مفتوحة، فإنها ستسحب الخرج عاليًا أو منخفضًا بسرعة كبيرة (تمامًا كما يتغير الجهد في دائرة RC )، ولكنها ستسحب تيارًا أكبر. يُطلق على المقاوم ذي المقاومة العالية نسبيًا اسم "السحب الضعيف" لأعلى أو لأسفل؛ فعندما تكون الدائرة مفتوحة، فإنها ستسحب الخرج عاليًا أو منخفضًا بشكل أبطأ، ولكنها ستسحب تيارًا أقل. هذا التيار، الذي هو في الأساس طاقة مهدرة، يتدفق فقط عندما يكون المفتاح مغلقًا، ومن الناحية الفنية لفترة وجيزة بعد فتحه حتى يتم تفريغ الشحنة المتراكمة في الدائرة إلى الأرض.

يمكن استخدام المقاومة الساحبة عند توصيل بوابات المنطق بالمدخلات. على سبيل المثال، يمكن سحب إشارة الإدخال بواسطة المقاومة، ثم يمكن استخدام مفتاح أو حزام وصلة لتوصيل هذا الإدخال بالأرض. يمكن استخدام ذلك للحصول على معلومات التكوين، أو لتحديد الخيارات أو لاستكشاف أخطاء الجهاز وإصلاحها.

يمكن استخدام المقاومات الساحبة في المخرجات المنطقية حيث لا يمكن للجهاز المنطقي الحصول على التيار مثل أجهزة المنطق TTL ذات المجمع المفتوح . تُستخدم مثل هذه المخرجات لتشغيل الأجهزة الخارجية، أو لوظيفة OR السلكية في المنطق التركيبي ، أو لطريقة بسيطة لتشغيل ناقل منطقي متصل به أجهزة متعددة.

قد تكون المقاومات الساحبة عبارة عن أجهزة منفصلة مثبتة على نفس لوحة الدائرة مثل الأجهزة المنطقية. تحتوي العديد من المتحكمات الدقيقة المخصصة لتطبيقات التحكم المضمنة على مقاومات ساحبة داخلية قابلة للبرمجة للمدخلات المنطقية بحيث لا تكون هناك حاجة إلى العديد من المكونات الخارجية.

يمكن استخدام المقاومات الساحبة للأسفل بأمان مع بوابات منطق CMOS لأن المدخلات يتم التحكم فيها بالجهد. تطفو مدخلات منطق TTL التي تُترك غير متصلة بشكل طبيعي على ارتفاع، وتتطلب مقاومة سحب أقل قيمة بكثير لإجبار المدخل على الانخفاض. يتم تشغيل مدخل TTL القياسي عند المنطق "1" عادةً بافتراض تيار مصدر يبلغ 40 ميكرو أمبير ومستوى جهد أعلى من 2.4 فولت، مما يسمح بمقاوم سحب لا يزيد عن 50 كيلو أوم؛ بينما من المتوقع أن يغرق مدخل TTL عند المنطق "0" 1.6 مللي أمبير عند جهد أقل من 0.8 فولت، مما يتطلب مقاومة سحب أقل من 500 أوم. ^[2] يؤدي إبقاء مدخلات TTL غير المستخدمة منخفضة إلى استهلاك المزيد من التيار. لهذا السبب، تُفضل المقاومات الساحبة في دوائر TTL.

في عائلات المنطق ثنائي القطب العاملة عند 5 فولت تيار مستمر، ستكون قيمة المقاومة الساحبة النموذجية 1000–5000 Ω ، بناءً على متطلبات توفير تيار المستوى المنطقي المطلوب على مدى النطاق التشغيلي الكامل لدرجة الحرارة وجهد الإمداد. بالنسبة لمنطق CMOS و MOS ، يمكن استخدام قيم أعلى بكثير من المقاومة، عدة آلاف إلى مليون أوم، نظرًا لأن تيار التسرب المطلوب عند مدخل منطقي صغير.

من بين عيوب المقاومات الساحبة الطاقة الإضافية المستهلكة عند سحب التيار عبر المقاوم والسرعة المنخفضة للسحب مقارنة بمصدر التيار النشط. بعض عائلات المنطق عرضة للتحولات المؤقتة في مصدر الطاقة التي يتم إدخالها إلى مدخلات المنطق من خلال المقاومات الساحبة، والتي قد تجبر على استخدام مصدر طاقة مفلتر منفصل للسحب.

• Rp (USB) - نوع محدد من المقاومات الساحبة في موصلات USB-C
• Rd (USB) و Ra (USB) - أنواع محددة من المقاومات الساحبة للأسفل في موصلات USB-C
• منطق الثلاث حالات

• بول هورويتز ووينفيلد هيل ، فن الإلكترونيات ، الطبعة الثانية، مطبعة جامعة كامبريدج ، كامبريدج، إنجلترا، 1989، ISBN  0-521-37095-7