Эффект памяти в электронных устройствах

Сообщений: 22 / 0 новых
Последнее сообщение
Аватар пользователя Dominique
Dominique
Эффект памяти в электронных устройствах

Не могу назвать себя полным дубом в электронике (как-никак прослушал несколько соответствующих курсов в институте и даже сдал их на отлично), но данное явление для меня уже граничит с неким оккультизмом Smile Если кто в лихие 90-е собирал на коленке модные на тот момент телефоны с АОНом, то должен помнить легенды, которые слагались о знаменитой советской микросхеме ОЗУ КР537РУ10: а именно отдельные её экземпляры были способны удерживать записанные в неё данные в течение чуть ли не года. БЕЗ КАКОГО-ЛИБО ПИТАНИЯ! Вы можете себе это представить? При том, что по всей логике вещей это чисто физически никак невозможно. Вначале я воспринимал эту информацию не более чем как байку, пока не убедился в этом явлении на собственном опыте: год конечно я не пробовал, но месяца 3 данные в отключённом АОНе успешно сохранялись. Можно конечно возразить, дескать схема содержит конденсаторы, но во-первых их ёмкость совершенно смехотворна (100...1000мкФ), а во-вторых, они включены параллельно питанию всей схемы АОНа (включая нереально прожорливый процессор Z80/8031, логику 1533 серии и даже индикатор). То есть шансов на сохранение хоть малейшего заряда нет уже через несколько секунд после снятия питания. А ОЗУ помнит....

Почему я вдруг вернулся к этой теме. По случаю Нового года развешивал светодиодные гирлянды. Ну те, что с контроллером на 8 режимов. И что вы думаете? Из 5 гирлянд 2 "помнят" последний режим с прошлого года! Хотя при первом включении им полагается включать "демо" режим, когда все возможные варианты переключения цветов переключаются поочерёдно. Ну и само собой, эти гирлянды помнят последний режим в течение нескольких дней простоя (=отключения от розетки). Похоже, точно та же мистика, что и с РУ10. Конденсаторов в коробочке контроллера НЕТ ВООБЩЕ.

У кого-нибудь есть идеи, чем такое может объясняться?

Аватар пользователя 6400K
6400K
Когда я несколько лет назад лазил в эти контроллеры, конденсатор там был. Неужели теперь не ставят?
Аватар пользователя Dominique
Dominique

Это вот такой что ли:

?

Он смехотворной ёмкости.

Аватар пользователя 6400K
6400K
При отсутствии тактовых импульсов ток, употребляемый микросхемой, также очень мал. А ОЗУ там статическое (как и РУ10, кстати).
Аватар пользователя Dominique
Dominique

Насколько бы ни был мал ток, есть ещё саморазряд конденсатора. И через год всяко там ничего не остаётся.

Аватар пользователя Каменный гость
Каменный гость

Не знаю, насколько научным является такое объяснение, но я смутно помню, что попадались мне конденсаторы, являющиеся источником некоторой малой ЭДС. Т.е. после полного разряда (на отвёртку) при подключении к высокоомному вольтметру оказывалось, что там что-то ещё есть. Конечно, вечных двигателей не бывает, и когда-то и этот источник ЭДС всё равно должен иссякнуть.

Аватар пользователя Dominique
Dominique

Это получилось не научное, а практическое объяснение Smile

Тоже сталкивался с таким явлением на примере компенсированного светильника РТУ01 (конденсатор 10мкФ параллельно сети), включаемого вилкой в розетку. После одного прецедента (а именно случайного касания вынутой вилки Skull ) было взято за правило сразу разряжать вилку отвёрткой. И действительно наблюдалась такая вещь: сразу после небольшой искры и хлопка можно спокойно касаться вилки, она уже не бьётся током. Но если оставить её полежать некоторое время, опять может "дёрнуть". Т.е. заряд как бы заново натекает.

Но тут думаю совсем другая подоплёка, а именно быстрый разряд просто снимает далеко не всю накопленную в объёме конденсатора энергию, а только в ближайшей к выводам части объёма. Т.е. конденсатор заново "заряжается" не из воздуха, а от себя самого, чудес никаких нет.

Аватар пользователя Т800
Т800

Этот эффект давно известен и называется адсорбцией или диэлектрическим поглощением заряда. Наиболее характерен для электролитов, но по другим причинам (химические реакции).

Насчёт АОНа я думаю так: напряжение конденсаторов снижается не до нуля, а до некоторого значения, недостаточного для работы процессора и других элементов, но которого вполне хватает для подпитки памяти РУ10.

Насчёт контроллеров гирлянд, в которых нет никаких конденсаторов, это можно попытаться объяснить хранением заряда на затворах полевиков (а контроллер наверняка содержит КМОП-элементы, а то и вообще выполнен на них целиком).

Ещё версия - обратимые пробои затворов, которые "залечиваются" при переключениях элементов (подобно тренировке электролитов напряжением после долгого хранения).

Аватар пользователя Dominique
Dominique

Т800 писал(а):

Насчёт АОНа я думаю так: напряжение конденсаторов снижается не до нуля, а до некоторого значения, недостаточного для работы процессора и других элементов, но которого вполне хватает для подпитки памяти РУ10.

В течение года?..

И что мешает остальной схеме слить это напряжение пусть не на нормальную работу, но хотя бы через кучу резистивных делителей и прочих цепей утечки, которые там присутствуют. Почему-то не думаю, что куча микросхем 555 серии "оставит в покое" заряд конденсатора всего лишь потому, что напряжение на нём меньше нужных для их работы 4-5В.

Аватар пользователя Т800
Т800

Учитывая адсорбцию электролитов, почему бы и нет?

Хранение заряда на затворах полевиков и обратимый пробой затворов я уже назвал применительно к китайконтроллеру. Нельзя исключать это и для РУ10.

Других версий у меня нет.

Аватар пользователя Каменный гость
Каменный гость

Только что откопал схему своего АОНа на z80: как я и вспоминал, питание К573РУ10 там "отвязано" от основного диодом. Параллельно выводам питания микросхемы стояли электролит 100 мкФ и керамика 0,1 мкФ. Так что тут больших вопросов в сохранении номеров в памяти как раз нет. Меня-то, наоборот, беспокоило то, что в моём АОНе эта память, как правило, не сохранялась даже при кратких перебоях электричества. В сети FIDO это явление объясняли тем, что при плавном снижении напряжения питания процессор сходит с ума и успевает накидать в память кучу мусора, который потом там и хранится. Предлагалось переводить его в состояние HOLD при малейшем снижении напряжения питания, ещё до того, как оно совсем пропадёт. Но тогда возникали проблемы с запуском процессора при включении... Вот, кстати, я заметил, что у меня эта микросхема хорошо "сохраняла" зависшее состояние АОНа, и, если зависание происходило, чтобы его перезапустить, приходилось отключать его от сети, как минимум, на сутки. Ещё через один диод там было предусмотрено даже подключение батарейки к микросхеме памяти. Подозреваю, что мало было тех, кто эту батарейку устанавливал, хотя знаю человека, который поставил две соединённые параллельно плоских батарейки прямо на основное питание (параллельно блоку питания АОНа), и тем самым решил проблему зависаний при бросках в сети.

В контроллере гирлянд, насколько я помню, нет никаких многопотребляющих цепей, связанных с электролитическим конденсатором в питании. Друггое дело, что химические реакции в конденсаторе, переводящие его в гальванический элемент, когда-то всё равно должны закончиться. Батарейка CR2032 в компьютере хоть и работает долго, но в конце концов всё равно садится. А то, что служит батарейкой не по основному назначению, а побочно, должно справляться с этой функцией хуже по определению. Поэтому сомнения в том, что конденсатор может хранить режим гирлянды в течение года, остаются.

Сам я пользуюсь, в основном, "демо" режимом, поэтому в наличии такой долговременной памяти пока не убедился. Но пробовал что-то выбрать и сразу выключить, вроде бы уже в течение дня забывает.


Аватар пользователя Dominique
Dominique

Каменный гость писал(а):

Только что откопал схему своего АОНа на z80: как я и вспоминал, питание К573РУ10 там "отвязано" от основного диодом. Параллельно выводам питания микросхемы стояли электролит 100 мкФ и керамика 0,1 мкФ. Так что тут больших вопросов в сохранении номеров в памяти как раз нет.

Ну это нештатная доработка, в оригинальной схеме ничего такого не было.

Аватар пользователя Каменный гость
Каменный гость

Dominique писал(а):

Ну это нештатная доработка, в оригинальной схеме ничего такого не было.

Это, наверное, схема для телефонов в корпусе Панасоник, а у меня был корпус ВЭФ, там были только цифровые кнопки, никаких буквенных не было. У моего АОНа схема была гораздо проще, что может говорить о том, что именно она и была оригинальной. Хотя может и не говорить - возможно, это был, наоборот, результат упрощения исходной. В любом случае, действительно, в этой схеме нет развязки ОЗУ по питанию, так что не знаю...

Аватар пользователя Dominique
Dominique

Да, VEF это жуткая древность, я таких даже живьём никогда не видел. Тем не менее откопал, кажется, ту самую первоначальную схему (часть 1, часть 2), которая у меня была в бумажном виде (как сейчас помню, автор Н.И. Бунцев Smile ). Там для резервной подпитки ОЗУ используется подключение внешней батареи через диод, а сравнительно сложная схема на транзисторе и конденсаторе всего лишь блокирует сигнал CS при пропадании питания, для предотвращения того самого замусоривания памяти.

Аватар пользователя Каменный гость
Каменный гость

Да, вот эта схема АОНа мне как раз знакома! Транзистор тут как раз формирует сигнал CS из сигналов MREQ и AA13. Но при отключенном основном питании на базу транзистора ничего не поступает, он закрыт, а значит, ничего не потребляет от батарейки, если она есть, а если её нет - от конденсаторов C14 и C15. Но феноменальная память тех отдельных экземпляров микросхем, скорей всего, не зависела даже и от заряда этих конденсаторов, а объяснялась чем-то ещё.

Сегодня решил проверить память гирлянды. Включил, выбрал первый режим (сразу после "демо") и выключил. Примерно часов через пять снова включил, сначала показалось, что никакой памяти нет, т.к. включился совсем другой режим переключения ламп. Но это был и не режим "демо". Т.е. память у неё, действительно, есть, только плохая. Grin

Аватар пользователя Dominique
Dominique

Каменный гость писал(а):

Но феноменальная память тех отдельных экземпляров микросхем, скорей всего, не зависела даже и от заряда этих конденсаторов, а объяснялась чем-то ещё.

Об этом и речь! Тем более что утечка у тех конденсаторов была бешеная, полностью заряженный конденсатор на 50мкФ, оставленный на сутки с выводами, висящими в воздухе, оказывался уже полностью разряженным Smile

Кстати, вспомнил вот ещё что: в сети были упоминания, что РУ10 сохраняла данные даже при специальном закорачивании её выводов плюса и минуса.

Каменный гость писал(а):

сначала показалось, что никакой памяти нет, т.к. включился совсем другой режим переключения ламп. Но это был и не режим "демо". Т.е. память у неё, действительно, есть, только плохая. Grin

Такое тоже бывает, ну тут как раз можно найти правдоподобное объяснение: при втыкании вилки в розетку проходит импульсная помеха, которая контроллером воспринимается как многократное нажатие кнопки. У меня кстати одна гирлянда сама меняла режим, когда я выключал дроссельный люминесцентный светильник в соседней комнате Smile Правда закончилось там всё печально: в один прекрасный момент такое выключение резко вынесло сразу с десяток зелёных диодов, пришлось потом перепаивать.

Аватар пользователя Dominique
Dominique

Сегодня опять обратил внимание: после 3 суток перерыва гирлянда включилась в точности на тот режим, который был перед последним выключением. На случайность уже никак не тянет. Хотя бывает, что и через день всё сбрасывается и врубается положенный демо-режим.

Аватар пользователя Testament
Testament

Dominique писал(а):
При том, что по всей логике вещей это чисто физически никак невозможно.

Очень даже возможно. Не забываем, что РУ10 изготовлена по КМОП технологии. Низковольтные полевики(до 20-30В), могут очень долго валяться на столе или в какой нить коробочке в открытом состоянии. И даже в схемах такое встречается. С РУ10 ещё проще. Её питание всего 5 вольт. Чем на меньшее напряжение рассчитан транзистор, тем дольше он может сохранять открытое состояние.

Dominique писал(а):
Кстати, вспомнил вот ещё что: в сети были упоминания, что РУ10 сохраняла данные даже при специальном закорачивании её выводов плюса и минуса.

Матрице транзисторов(ЗУ) это как бы всё равно. Надо воздействовать на затворы транзисторов. А на затворы может воздействовать только логика управления матрицей ЗУ, которая без питания ни на что воздействовать не может.

Dominique писал(а):
Можно конечно возразить, дескать схема содержит конденсаторы, но во-первых их ёмкость совершенно смехотворна (100...1000мкФ), а во-вторых, они включены параллельно питанию всей схемы АОНа (включая нереально прожорливый процессор Z80/8031, логику 1533 серии и даже индикатор).

1)Так потребление этой микросхемы в режиме хранения данных тоже смехотворно. 2) Z80 и логика 1533 не работают(и не потребляют) ниже какого-то уровня напряжения питания. Этого напряжения вполне хватит для поддержания сохранности данных в матрице ЗУ микросхемы.

Dominique писал(а):
Тем более что утечка у тех конденсаторов была бешеная, полностью заряженный конденсатор на 50мкФ, оставленный на сутки с выводами, висящими в воздухе, оказывался уже полностью разряженным

Да ну нафиг! Это что за конденсаторы? Специально оставлял заряженный кондёр выводами в воздух. Напряжение сохранялось более года. Дальше я его куда-то поставил и эксперимент прекратился. Smile

Аватар пользователя Dominique
Dominique

Testament писал(а):

Матрице транзисторов(ЗУ) это как бы всё равно. Надо воздействовать на затворы транзисторов.

Насколько я понимаю в колбасных обрезках, разомкнутый затвор равен логической единице, а замкнутый на землю – логическому нулю. Или нет?

Testament писал(а):

Так потребление этой микросхемы в режиме хранения данных тоже смехотворно.

А ничего, что смехотворно оно от номинального напряжения? В то время как на шине питания оно становится в разы ниже, как только все мощные потребители "высосут" остатки заряда конденсаторов?

Testament писал(а):

2) Z80 и логика 1533 не работают(и не потребляют) ниже какого-то уровня напряжения питания. Этого напряжения вполне хватит для поддержания сохранности данных в матрице ЗУ

До какого поконкретнее уровня? И почему этого уровня вдруг может хватить матрице ЗУ на целый год, при точно таком же допуске на питающее напряжение, как у того же Z80.

Testament писал(а):

Да ну нафиг! Это что за конденсаторы?

Да вот такие же NoName, как на фото платы контроллера.


Кстати, сегодня опять гирлянда включилась на выбранный вчера режим Smile

Аватар пользователя Testament
Testament

Dominique писал(а):
Насколько я понимаю в колбасных обрезках, разомкнутый затвор равен логической единице, а замкнутый на землю – логическому нулю. Или нет?

Разомкнутый затвор - транзистор сохраняет последнее своё состояние, замкнутый на землю - транзистор закрыт. Поэтому снятие напряжения питания с транзистора не ведёт к его закрытию, а соответственно и "забыванию" бита инфы в матрице ЗУ.
Dominique писал(а):
А ничего, что смехотворно оно от номинального напряжения? В то время как на шине питания оно становится в разы ниже, как только все мощные потребители "высосут" остатки заряда конденсаторов?

В режиме хранения инфы, этой м/с нужно всего два вольта. Это гарантированно. При таком напряжении Z80 и ТТЛШ логика уже ничего не потребляют. А для не гарантированного сохранения инфы, может хватить гораздо меньшего напряжения питания. Либо оно ваще не нужно, если случаи с закороткой ножек питания реальны.  
Dominique писал(а):
До какого поконкретнее уровня? И почему этого уровня вдруг может хватить матрице ЗУ на целый год, при точно таком же допуске на питающее напряжение, как у того же Z80.

Z80 не работает при напряжении питания 2В, которых гарантированно достаточно РУ10. Конкретный уровень, которого может хватить для хранения инфы, может быть любым. Зависит от особенностей м/с. В качестве примера, могу привести тебе многочисленные случаи из практики - когда на мамке садится(но не до конца) батарейка, то очень часто часы, при выключении компа, останавливаются, но не сбрасываются. Идти они начинают только при включении компа. Так же этого остаточного напряжения батарейки хватает для хранения настроек записанных в CMOS RAM, т.е. настройки сохранённые в этой памяти так же не сбрасываются. Каково было остаточное напряжение на батарейке, я сейчас уже не помню.
Dominique писал(а):
Да вот такие же NoName, как на фото платы контроллера.

Ну я тоже не ахти какой бренд использовал в эксперименте. ИМХО, в твоём случае был бракованный/неисправный конденсатор.

Аватар пользователя Dominique
Dominique

Testament писал(а):

Разомкнутый затвор - транзистор сохраняет последнее своё состояние, замкнутый на землю - транзистор закрыт.

А разве транзистор не будет всегда открыт при разомкнутом затворе? Ибо на него что-то да наводится, а для открытия канала нужно совсем немного.

Testament писал(а):

В режиме хранения инфы, этой м/с нужно всего два вольта. Это гарантированно.

Это всё равно слишком много даже для пары месяцев отключённого состояния. В том же АОНе, кроме Z80 и мелкой логики, была куча других компонентов, включая резистивные делители и прочие, которые "сливали" питающий конденсатор практически в ноль. Но РУ10, похоже, это не мешало.

Testament писал(а):

когда на мамке садится(но не до конца) батарейка, то очень часто часы, при выключении компа, останавливаются, но не сбрасываются. Идти они начинают только при включении компа.

Словил такое совсем недавно, часы на мамке отстали просто в хлам, но при работающем компьютере ещё шли. Замерил батарейку CR2032 – 1,550В Yes 4

Аватар пользователя Testament
Testament

Dominique писал(а):
А разве транзистор не будет всегда открыт при разомкнутом затворе? Ибо на него что-то да наводится, а для открытия канала нужно совсем немного.

1) Вывод затвора слишком маленькая антенна, для того, что бы на него что-то навелось. 2) Обязатеьным условием открытия транзистора, это некоторая величина напряжения на затворе относительно истока. Наведёнка будет одинаково воздействовать на все терминалы транзистора, поэтому разности потенциала между ними не будет.

Dominique писал(а):
Это всё равно слишком много даже для пары месяцев отключённого состояния.

Это для гарантированной сохранности даты, по паспорту. Для не гарантированной может хватить и вольта и полвольта. А может и меньше.