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[参考译文] TMS320F28027:低电平输出汇电流:静态还是动态特性?

Guru**** 2794575 points
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。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1096354/tms320f28027-low-level-output-sink-current-static-or-dynamic-characteristic

部件号:TMS320F28027

尊敬的:

我们有一个应用程序,TMS320微控制器通过I2C与传感器进行通信。 SDA和SCL引脚连接到一阶RC低通滤波器,以降低这些信号的下降时间。 下图显示了这一点。

 

当I2C信号从高电平切换至低电平时,充电至3.3V的电容(C200/C201)将开始放电。 因此,瞬态电流将流动,这受串联电阻器(R200/R201)的限制。 接下来,只要信号保持低电平,静态电流就会流动,这受上拉电阻器(R203/R205)和串联电阻器的限制。 在SDA的情况下,静态电流为(3.3v-Vol)/(R203+R200)。

我现在要问的问题是低电平输出汇电流。 TMS320的数据表说明了此汇电流的最大值。 这是否是静态特征,如信号保持低电平时? 或者,是否也应该遵守瞬态电流的最大汇电流,就像信号从高电流切换为低电流一样?

换言之,在确定R200和R203的尺寸时(在SDA的情况下),我是否应确保R200足够大,以便在对电容器放电时,电流保持在最大沉降电流以下? 或者,是否足以确保(3.3v-Vol)/(R203+R200)的静态电流保持在最大吸入电流以下?

我假设它是静态特性,即TMS320器件内的漏极电阻消耗的功率在电流高于最大吸入电流时会发热并对器件造成损坏。 由于这是一种加热现象,短瞬态电流过载不会造成任何损坏。

是否有人能回答这个问题或向我指出正确的方向?


此致,
Steven。

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    您好,Steven,

    Jason在之前的E2E帖子中的回复对我们的建议做了相当好的总结。

    https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/594687/tms320f2812-the-maximum-low-level-output-sink-current</s>2000 200059.4687万2812

    最佳,

    Kevin

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    您好,Kevin:

    感谢您的回复。 我也阅读了你所指出的文章,但我无法找到答案。 我想了解最大汇电流是否因内部源-漏电阻过热而重要,或者是否有其他原因。

    此外,作为上述原理图中的额外备注,有一个离散电容器,在切换时会产生峰值电流。 但是,如果我们移除这些离散电容器,则仍存在"寄生"电容,例如PCB上的I2C迹线。 因此,即使没有这些离散电流,峰值电流也会高于最大汇电流,除非为R200/R201选择了相当大的(约1K)电阻器。 我不认为后者是常见的做法。


    此致,
    Steven。

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    Steven,

    感谢您的提问,您正在关注细节!  简而言之,您的电路适合I2C。  数据表建议的工作条件表中的额定值是直流额定值,而不是瞬态额定值。  为净电容充电的瞬态电流峰值将高于此值,通常不会出现问题。  例外情况是,这是一个非常大的电容器,并且信号以高频率切换,因此您最终得到的RMS电流大约为直流额定值。  我怀疑你在这附近的任何地方,只要你有一些标称串联电阻,它就会自我限制。

    通常,我建议只使用串联电阻器和寄生电容来降低边缘速率,而不是在信号上使用离散电容器。  原因是电容器1)产生更高的电流(EMI)和功率;2)慢速边缘更容易受到线路远端接收器VIH/Vil周围的噪音影响(取决于电容器在传输线路中的位置)。  但是,如果您注意了,这仍然有效;如果您发现问题,您可以随时断开电容器。

    祝您好运,顺祝商祺!

    Jason

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    您好,Jason:

    感谢您的回答。 您对瞬态电流的解释非常清楚。

    我首先使用了一个较高值的串联电阻器,这样小的痕量电容就足以获得所需的RC常数。 但是我改变了这个,因为我担心这种变化
    不同板(生产中)之间的痕量电容将过大。 我正在使用FR4 PCB进行此设计,如果电路板之间的痕量电容差异过大,则可能会违反某些电路板的上升/下降时间规格。 因此,我确定了离散电容器的尺寸,使其大约比迹线电容大一个数量级。 这样,板之间的痕量电容变化对上升/下降时间的影响就会更小。 离散电容使用具有1 % 容差的电容。 降低了串联电阻的值,以便在电容更高的情况下,RC常数保持不变。

    您认为上述理由是否合理?

    您在回答中还提到:"2)慢速边缘更容易受到线路远端接收器VIH/Vil周围的噪音影响(取决于电容器在传输线路中的位置)"。 您能否详细说明这一点? 我恐怕我不能完全理解这一概念的含义。


    此致,
    Steven。

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    Steven,

    您的方法似乎是合理的,特别是如果您有严格的下降时间要求(上升时间将会很慢)。  您要连接的接收器设备是什么,还是这是一般要求?

    接收器的输入缓冲器可能 /不可能内置滞后。  本视频介绍了机制(适用于比较器,但适用相同的原则):

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-comparator-how-solve-comparator-noise-problems-hysteresis

    如果输入电压在输入缓冲器的VIH/Vil之间缓慢移动(未定义的区域),并且线路上有噪声耦合,则这可能被视为到接收器的多个转换。  较慢的上升/下降时间更容易受到噪音干扰,因为它们在灰色区域中花费的时间较长。  大多数I2C器件都具有内部毛刺滤波,因此这可能不是问题,它只是一个不会使边缘减慢太快的一般原则,尤其是在存在长或高阻抗信号源的情况下。

    此致,

    Jason

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    Jason,

    感谢您的额外解释和参考,我现在理解了。

    关于定时要求,我遵循I2C快速模式(和3.3V Vdd),给出了12-300ns的下降时间要求和20-300ns的上升时间要求。 我要连接的接收器是一个传感器。 我认为"挑战"是将下降时间保持在12ns以上,上升时间低于300ns,串联电阻器的电压尽可能低,所有这一切都不会太多地取决于迹线电容的差异。

    此致,
    Steven。