请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
器件型号：INA226 如何在 I2C 总线上选择一个良好的上拉电阻器？
I2C 规范是 NXP 在 UM10204规范中众所周知和定义的、可从 NXP 网站上获取 PDF 文件。 第7节详细介绍了如何选择合适的上拉电阻器、本文将提供有关如何应用该文章中的概念的实际示例。
当设计一个使用 I2C 总线的数字系统时、为 SDA 和通常为 SCL 线路选择一个合适的上拉电阻器非常重要。 电阻器的大小由几个因素决定。 这些是：
如果您采用 INA226等器件、该器件接受2.7V 至5.5V 电源、可在快速模式(1kHz 至400kHz)或高速模式(1kHz 至2.94MHz)下运行。 根据数据表电气特性表、数字 I/O 引脚的输入电容为3pF。 因此、根据这些知识、我们可以使用 I2C 规范的第7.1至7.4节来查找适合我们的一系列上拉电阻器。
下面的图1显示了根据规格 UM10204绘制的两个图、我们可以使用它们来找到合适的上拉电阻器范围。
 |
| 图1：从 NXP 规范 UM10204中查找上拉电阻值的图 |
从图41 (在上面的图1中)中、我们可以根据速度和总线电容找到最大上拉值。 您可以看到、较低的总线电容意味着您可以使用较大的电阻器、同样、较大的电容意味着您必须使用较小的电阻器。 这是因为您需要更大的电流来将容性负载驱动到总线上的高低阈值、因此更大的电容器需要更多的电流快速充电、这意味着源极和总线线路之间的阻抗更小。
从图42 (在上图1中)中、我们可以根据所需总线速度和电源找到最小上拉值。 较低的总线速度需要较少的电流、因为上升沿和下降沿不需要那么尖锐、但您确实需要有足够的电流在合理的时间内将总线拉高、以保持适当的总线功能。 更高的电压可以使用更大的电阻器、因为 I=V/R、所以为了保持相同的 I、R 需要增加以跟上 V 的增加
让我们来看一个示例系统。 在本示例中、我们假设总线负载了大量高输入电容部件、因此总线总电容为50pF。 我们将在快速模式下以400kHz 的频率和3.3V 的电源运行系统。 我们应该选择什么上拉电阻器？
下面的图2显示了规格 UM10204中的图41和图42、该图说明了我们如何使用线路交叉点来查找最大和最小电阻。
 |
| 图2：为应用找到可接受上拉电阻器范围的示例方法 |
在图41中、我们发现 X 轴上为50pF、并绘制一条与"快速模式"曲线相交的直线(红色)。 然后、我们将一条线从该交叉点延伸到 Y 轴、以获得电阻。 在本例中、它大约为7 kΩ。
在图42中、我们找到 X 轴上的总线电压、并绘制一条与"快速模式和标准模式"曲线相交的线。 最小电阻器可提供高达3mA 的电流(这是最小灌电流规格并与高功率 SMBus 规格保持一致)、因此我们将交叉线延伸到 Y 轴以获得最小电阻。 在本例中、它似乎约为900 Ω。
Ω、从这种人眼球 kΩ 中可以看出、我们需要一个900 μ F 和7k Ω 之间的上拉电阻器。 现在、我们如何选择？ kΩ 您需要更低的功耗、并且不希望总线电容会变得更高、那么您可以选择可能的最高电阻器(7k Ω)、以最大程度地降低总线所用的功率。 kΩ 器件将总线拉低时、7k Ω 电阻器上基本上会出现3.3V 的压降、相当于大约470uA。 Ω、如果您希望获得更多的总线电容或电压电源发生变化、或者希望将总线的每一位速度和性能缩减到最小值、那么您可能需要选择更靠近900 μ F 电阻的器件。
TI 对应用帮助或客户产品设计不做任何保证和义务。 您对与您的产品相关的所有设计决策和工程、包括与 TI 产品应用相关的决策负全部责任。 通过提供技术信息、TI 不打算提供或提供有关您的设计的工程服务或建议。