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[参考译文] TCA39306:VREF1 = 3.3V 和放大器;VREF2 范围为 1.2V 至 5V

Guru**** 2481985 points
Other Parts Discussed in Thread: USB2ANY, TCA39306, LSF0102

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/interface-group/interface/f/interface-forum/1541313/tca39306-vref1-3-3v-vref2-range-is-1-2v-to-5v

器件型号:TCA39306
主题中讨论的其他器件:USB2ANYLSF0102

工具/软件:

尊敬的 TI 专家:

我们目前正在开发一款开发工具、这是一款类似于 USB2ANY 的产品。 目的是提供一种能够向远程 DUT(被测器件)提供宽范围 I2C 电压 (1.2V 至 5V) 的解决方案、同时保持两个 I2C 通道的特定 MCU 侧 I/O 电压:

  1. 第一个 I2C 通道:

    • 在超快速模式下运行(最高 1MHz)。
    • MCU 侧 I/O 电压:3.3V。
  2. 第二个 I2C 通道:

    • 在高速模式 (3.4MHz) 下运行。
    • MCU 侧 I/O 电压:1.8V。

我们正在寻找一款能够满足这些要求的电压电平转换器。 理想情况下、两个 I2C 通道电压电平转换器都应在远程 DUT 的目标工作频率下支持宽电压范围 (1.2V 至 5V)。

如果两个电压电平转换器都无法支持 1.2V 至 5V 的整个范围、我们将提供满足每个通道的工作频率和电压要求的替代解决方案。

我们喜欢按如下方式评估的第一种情况:  

  1. 第一个 I2C 通道:

    • 在超快速模式下运行(最高 1MHz)。
    • MCU 侧 I/O 电压:3.3V。
    • 远程 DUT 侧电压必须支持 1.2V 至 3.3V 、如下图所示。  

第二种情况我们 喜欢按如下方式进行评估:  

  1. 第二个 I2C 通道:

    • 在高速模式 (3.4MHz) 下运行。
    • MCU 侧 I/O 电压:1.8V。
    • 远程 DUT 侧电压必须支持 1.8V 至 5V 的电压 、如下图所示。  

我们可以使用以下配置来启用和禁用上拉电阻器:

 对于 I2C 通道的电压电平转换器、我们有一些具体问题。 我们将寻求您的指导和建议、以解决以下问题:  

  1. HS 模式下的传播延迟:
    当 VREF1 等于 VREF2 时、I2C 电压转换器是否可以在 Hs 模式 (3.4Mbit/s) 下运行、而无需担心传播延迟? 如果没有、您能否建议一种替代解决方案、确保以该速度可靠运行?

  2. VREF1 > VREF2 场景:
    在我们的应用中、VREF1 电压肯定会超过 VREF2(VDUT 在 1.2V 和 5V 之间变化)。 此情景中是否存在任何顾虑或限制? 如果是、您会推荐哪些替代解决方案或配置?

  3. 使能引脚偏置:
    EN 引脚必须始终偏置、使其不超过 VREF_1 + Vth = VREF_1+ 0.6V。但是、在我们的用例中、VDUT 预计会在 1.2V 和 5V 之间变化、我们不确定如何适当地驱动使能引脚。 您能否针对此要求提供指导或建议替代解决方案?

我们非常感谢您提供有关合适的元件、配置或设计注意事项的意见、以解决这些问题。

期待您的答复

此致、
Vaibhav Kundariya

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    两个 VREF 电压与上拉电压无关;唯一的要求是 VREF1 不得低于任何上拉电压、并且 VREF2 必须高于 VREF1。

    因此、您可以使用 VREF1 = 1.2V、VREF2 = 3.3V

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    感谢您的反馈。  

    我有一个问题:我们是否不需要在 I2C 信号的 VREF2 侧连接上拉电阻器? 我们需要在  TCA39306 的两侧上拉、对吗?   如果 VREF2 侧需要上拉电阻器、以下条件如何满足?

    [报价 userid=“96787" url="“ url="~“~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1541313/tca39306-vref1-3-3v-vref2-range-is-1-2v-to-5v/5929238 ]唯一的要求是 VREF1 不得低于任何上拉电压

    期待您的澄清。

    此致、
    Vaibhav Kundariya

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    尊敬的 Vaibhav:  

    您是否有快速方框图供参考?  

    此致、

    Tyler

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     任何高于 VREF1 的输出信号都需要一个上拉电阻器。 因此两侧都需要上拉电阻。

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    我们目前正在开发一款开发工具、这是一款类似于 USB2ANY 的产品。 其目的是提供一种能够向远程 DUT(被测器件)提供宽范围 I2C 电压 (1.2V 至 5V) 的解决方案、同时为一个 I2C 通道保持 3.3V 的 MCU 侧电压、为第二个 I2C 通道保持 1.8V 的 MCU 侧电压。  

    VREF2 或 VREF1 的电压电源将由 DUT 本身提供、从而确保 DUT 和电平转换器输出电压保持一致。

    我们将有最多 2 个 I2C 通道。  

    我遇到以下设计约束“为了支持转换、VREF1 支持 0.85V 至 VREF2 - 0.6V 的电压。VREF2 必须介于 VREF1 + 0.6V 至 5.5V 之间。有关更多信息、请参阅典型应用“

     我担心如何在同一硬件设计中将转换器模式转换为开关模式(例如,1.8V MCU 侧转换为 1.8V DUT 侧)。 我们愿意包含一个由固件控制的逻辑电路、以实现转换器模式和开关模式之间的切换。

    您能否帮助确定或设计适合此要求的解决方案?

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    Vaibhav、

    [引用 userid=“465918" url="“ url="~“~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1541313/tca39306-vref1-3-3v-vref2-range-is-1-2v-to-5v/5939758 “]"要“要支持转换、VREF1 支持 0.85V 至 VREF2 - 0.6V 的电压。VREF2 必须介于 VREF1 + 0.6V 至 5.5V 之间。有关更多信息、请参阅典型应用“

    建议快速实现电平转换。 如果 VREF2 上为 1.8V、VREF1 上为 1.8V、则从技术上讲、这违反了此条件、因为 VREF1 = 0.85V 至 (1.8V - 0.6V)= 1.2V。  

    如果在电平转换模式下使用 TCA39306、并且 VREF1 = VREF2、则该器件应该仍能正常用于 I2C、您可能会看到性能降低、尤其是传播延迟方面、延迟将更长(纳秒范围)。 这应该不会影响 I2C 信号、即使在快速模式+速度(高达 1MHz) 下)下也是如此。  

    使 TCA39306 正常工作的关键是确保 EN 电压受控。  

    TCA39306 内部结构严格遵循 LSF0102 的内部结构:  

    EN 必须始终进行偏置、使其绝不会达到高于 VREF_A + Vth = VREF_A + 0.6V  

    对于第一种情况:  

    即使在电压转换模式下、VREF1 = VREF2 = 1.8V 也可以正常工作。 器件仍将正常工作、但传播延迟可能会略慢于表征延迟。  

    用例 2:  

    VREF2 = VREF1 = 3.3V 是更坏的情况、但即使在电平转换模式下也仍然有效、因为 EN 电压仍偏置为 3.3V。  

    当 VREF2=3.3V 且 VREF1= 1.2V 时、由于 passFET 将 VREF_A 连接到 VREF_B、VREF2 短接至 EN 的电压转换连接方案将自动设置 EN 电压= 1.2V + VTH =~1.8V  

    此致、

    Tyler

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    大家好、TI extert

    您能否回答以下问题:

    如果在电平转换模式下使用 TCA39306、并且 VREF1 = VREF2、则该器件应该仍能正常工作于 I2C,您可能会看到性能降低,特别是在传播延迟方面 — 延迟将会更长(纳秒范围)。 这应该不会影响 I2C 信号、即使在快速模式+速度(高达 1MHz) 下)下也是如此。  [/报价]

    您对 1MHz 速度充满信心、但对于上面提供的用例、I2C 能否在 Hs 模式 (3.4Mbit/s) 下工作、而不会担心传播延迟问题? 你对此有何看法?

    EN 必须始终偏置、使其绝不会达到高于 VREF_A + Vth = VREF_A + 0.6V。
     

    在我们的用例中、我们不知道如何驱动使能引脚;VDUT 将在 1.2V 和 5V 之间变化。 您有任何指导吗?

    您的指导在提供解决方案时非常有价值。

    -

    谢谢  

    [/quote]
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     Clemens Ladisch & Tyler Townsend 

    我更新了原始查询以提高清晰度。

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    尊敬的  Vaibhav:

    TCA39306 的额定速度高达 12.5MHz I3C。  

    在开关模式下、不需要连接 VREF1 和 VREF2 引脚。 EN 引脚电压不应降至 1.5V 以下。  

    根据建议运行条件、如果 EN>=1.5V、我们可以达到器件的 12.5MHz 目标。 3.4Mb/s 远低于该数据速率。  

    [报价 userid=“465918" url="“ url="~“~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1541313/tca39306-vref1-3-3v-vref2-range-is-1-2v-to-5v/5941917

    在我们的用例中、我们不知道如何驱动使能引脚;VDUT 将在 1.2V 和 5V 之间变化。 您有任何指导吗?

    您的指导在提供解决方案时非常有价值。

    [/报价]

    对于案例 1:  

    如果 TCA39306 进入电平转换模式、即使 VREF1 = 3.3V、器件仍将工作。 将禁用将 VREF1 连接到 VREF2 的 passFET。 EN 电压将由 200k 电阻器上拉至 3.3V。  

    当 VREF1 = 1.2V 时、电压转换模式连接将自动将 EN 电压设置为正确的电压、以便传递具有良好传播延迟性能的信号。  

    对于案例 2:  

    VREF1 = 1.8V、最坏情况是 VREF2 = 1.8V 时。 与情况 1 中的情况相同。 将 VREF1 连接到 VREF2 的 passFET 将被禁用、而 200k 电阻器会将 EN 电压上拉至 1.8V。  

    当 VREF2 = 5V 且 TCA39306 设置为电压转换配置时、该器件会自动将 EN 电压调节至正确的电平。  

    此设计是有效的。  

    此致、

    Tyler