Als ultra vereinfachtes EE-Modell für das erste Jahr können Sie einen getrennten Eingang zu einem CMOS-Chip als RC-Schaltung betrachten.

Die winzigen Gate-Leckströme repräsentieren das R, und die winzigen Gate-Kapazitäten plus die Streukapazität vom Pad oder Pin zur Außenwelt sind die C.Ändern Sie das externe EM-Feld an der Außenplatte des Kondensators ausreichend (Erdrauschen, Umschalten anderer Leiterplattenspuren, Übersprechen des Bondpads, kosmische Strahlung usw.), und Sie können die Spannung am Transistor-Gate ändern.

Es ist nicht auf MCU-Eingangspins beschränkt.Auch andere CMOS-Chip-Eingänge funktionieren so.Grundsätzlich besteht die CMOS-Eingangsstufe nur aus Gate-Anschlüssen von zwei MOSFETs.Das FET-Gatter ist grundsätzlich isoliert, aber das Gatter muss eine Spannung in Bezug auf die FET-Quelle haben, damit sich der FET einschaltet.Das FET-Gate besteht hauptsächlich aus wenigen Picofarad Kapazitätslast und zieht nur sehr wenig Leckstrom, sodass selbst eine hochohmige Quelle schnell einige Picofarad mit geringem Strom auflädt, um genügend Spannung zum Einschalten zu haben.

Die Eingangsimpedanz kann leicht durch Leckage auf eine Gleichspannung oder durch Spurkapazität auf eine gegenseitige Spur mit einer gepulsten Spannung vorgespannt werden.CMOS-Gatter haben eine sehr niedrige Eingangskapazität (x pF), die von parallelen Spuren mit 10 mil Spur und Lücken dominiert werden kann, aber noch viel weniger, wenn der Eingang in der Nähe von Vdd / 2 schwebt, sofern kein Widerstandstreiber vorhanden ist.

Somit hängt es von der Übersprechkapazität und der selbstvorspannenden Leckspannung ab.Im Allgemeinen ist 1M Pullup in weniger verrauschten Grundebenenumgebungen ausreichend und 10k wird in verrauschten Logiklayouts verwendet, um Welligkeitseffekte während des Übergangs oder falsche Eingaben durch Übersprechen zu vermeiden.Während CMOS-Ausgänge für 74ALV bis 74HC-Logik im Bereich von 20 bis 75 Ohm liegen.

Kurz: Rauschen (äußere elektromagnetische Signale) kann Strom über Leitern erzeugen.Dieser Strom induziert eine Spannung an einem Widerstand gemäß dem Ohmschen Gesetz.Wenn die induzierte Spannung hoch genug ist, sieht der Eingangspuffer, dass dies logisch hoch ist.Wenn die induzierte Spannung negativ genug ist, wird sie vom Eingangspuffer ebenfalls als logisch niedrig angesehen

Hohe Impedanz bedeutet in der Tat sehr hohen Widerstand.

Und EMI kann zu einer Verlagerung kleiner Ladungen führen. Denken Sie an ein verstopftes Ventil an einem Fahrradreifen. Wenn Sie Ihre Pumpe mit einem Manometer aufsetzen und Druck ausüben, steigt der Druck ohne große Arbeit leicht auf sehr hohe Werte an. Wenn Sie den Kolben der Pumpe loslassen, fällt der Druck so schnell ab, wie er zuvor gestiegen ist. Es gab nur wenig Luft, die sich bewegen konnte und nirgendwo hingehen konnte. Wenn der Druck genau das ist, worauf Sie achten (was der Spannung irgendwie ähnlich ist), werden Sie scharfe Veränderungen feststellen, während wenig getan wurde.

Wenn das Ventil nicht verstopft ist (d. h. nicht schwimmt), müssen Sie deutlich mehr Ladung in den Eingang befördern, um den Druck zu ändern. Um diese Analogie aufrechtzuerhalten: Ein nicht schwebender Eingang (d. H. Mit Pull-up- oder Pull-down-Widerständen) ist ein Fahrradrohr mit genau definierten Löchern. Nachdem Sie einige Ladungen darin bewegt haben, baut sich ein bestimmter Druck auf, der jedoch nur dann anhält, wenn Sie die Ladungen durch ständiges Pumpen fließen lassen.

Ein EMI ist z.B. Eine Krähe landet auf dem Kolben Ihrer Pumpe. Wenn Ihr Ventil verstopft ist, steigt der Druck und bleibt erhöht, bis die Krähe eine Maus oder eine Katze sieht und beschließt, sich zu entfernen.

Wenn der Eingangspin schwebend und "kurz" ist, ist es eine elektrische Feldstörung, die eine Spannungsschwankung am Pin verursacht.Dies kann durch elektromagnetische Felder verursacht werden, aber das Problem wird von den elektrischen Feldstörungen dieses EM-Feldes und der kapazitiven Kopplung an den schwebenden MCU-Pin dominiert

Wenn der Pin hochohmig ist, weist er eine sehr kleine Kapazität (einige pF) und einen praktisch unendlichen Gleichstromwiderstand auf.Der Pin ist anfällig für Rauschkopplungen von externen Quellen, da so wenig Ladung erforderlich ist, um seinen Zustand zu ändern.

Die Rauschkopplung kann magnetisch (induktiv) oder kapazitiv sein.

Der Fall, die Hand in die Nähe des schwebenden Stifts zu bringen, ist ein Beispiel für eine kapazitive Kopplung: Der Luftspalt zwischen dem Stift und der Hand bildet einen Kondensator in Reihe mit der Kapazität des Stifts.Je näher die Hand ist, desto kleiner ist das Dielektrikum, desto größer ist der Kopplungskondensator und desto mehr Kopplung tritt auf

Induktive Kopplung tritt auf, wenn ein Strom in einem nahe gelegenen Stromkreis fließt und ein Magnetfeld erzeugt.Wenn dies nahe genug am Schwimmstift liegt, kann es sich ebenfalls darauf koppeln und Probleme verursachen.