[PSOC™] 如何理解datasheet中GPIO的input hysteresis CMOS参数

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IFX_OwenSu 发表于 2025-9-25 10:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
CMOS, datasheet, , ,
Input Hysteresis(输入迟滞)​​是CMOS数字集成电路(如GPIO、ADC输入等)的一项关键特性,用于描述输入信号在触发输出状态翻转时所需的“滞后电压范围”。其核心作用是抑制输入信号在阈值附近的微小波动(如噪声、抖动),避免输出状态频繁跳变,从而提升电路的抗干扰能力和稳定性。

输入迟滞的本质是​​高低电平触发阈值的差值​​。具体包含以下三个关键参数:
[td]
​​参数​​
​​符号​​
​​定义​​
高电平触发阈值
VTH+​
输入信号从低电平向高电平跳变时,被判定为“高电平”的​​最小电压​​(即输出从低变高的临界值)。
低电平触发阈值
VTH-​
输入信号从高电平向低电平跳变时,被判定为“低电平”的​​最大电压​​(即输出从高变低的临界值)。
迟滞电压(滞回宽度)
VHyst​
VTH+​−VTH-​,表示输入信号需跨越的最小电压范围才能触发输出翻转。


CMOS GPIO的输出状态由输入电压与阈值的比较决定。若没有迟滞,当输入电压在VTH-​和VTH+​之间波动时(如受噪声干扰),输出会频繁在高/低电平间跳变(称为“抖动”)。迟滞通过引入“方向依赖性”解决这一问题:
  • ​​输入上升时​​:仅当Vin​≥VTH+​,输出才从低变高;
  • ​​输入下降时​​:仅当Vin​≤VTH-​,输出才从高变低。

这种“上升需更高电压,下降需更低电压”的特性,使输入信号需跨越VHyst​的宽度才能改变输出状态,从而滤除阈值附近的噪声。
有下面的文章可以参考:
https://community.infineon.com/t5/Knowledge-Base-Articles/Understanding-the-Electrical-Parameter-input-hysteresis-AURIX-MCU/ta-p/448029
主要的点就在于,VIH和VIL是定义的一定会是逻辑高和逻辑低的输入电压值,而实际上测出来的电压值是浮动的,电压可能在升到VIH_First时就变高了,可能在降到VIL_First时就变低了,这两个值的差值就是我们的input hysteresis。
附件的例程读取了P9.2的状态,用可调电源给P9.2输入电压,从0到3缓慢增加,再从3到0缓慢减少。当读取到状态为逻辑高时LED1亮,读到逻辑低时LED1灭。
测试下来VIH_First大概在2.0V,VIL_First大概在1.7V,所以Input hysteresis大概为0.3V,多次测试之后,这个迟滞会有浮动,但不会小于下图中的最小值。


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AdaMaYun 发表于 2025-9-29 11:08 | 显示全部楼层
英飞凌做的细节就是不错
LOVEEVER 发表于 2025-9-29 13:54 | 显示全部楼层
CMOS GPIO的输出状态由输入电压与阈值的比较决定
szt1993 发表于 2025-9-30 11:16 | 显示全部楼层
GPIO的input hysteresis CMOS参数细节性能拉满
中国龙芯CDX 发表于 2025-9-30 13:51 | 显示全部楼层
GPIO的input hysteresis CMOS参数设置很实用
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