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[参考译文] TCA9416:TCA9416 具有串联电阻的 I2C 低电平部分上的高频振荡。

Guru**** 2780445 points

Other Parts Discussed in Thread: TCA9416

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/1612379/tca9416-tca9416-high-frequency-oscillation-on-i2c-low-portions-with-series-resistance

器件型号: TCA9416

您好:

我们使用 TCA9416 从 Toradex 对 iMX8X SOM M4 部分的 1.8V I2C 总线进行电平转换、以驱动 3 个 3.3V I2C 从器件。 请参阅随附的电路图。 I2C_RF_1V8 直接连接到 SOM、而不执行其他操作。 I2C_RF 连接到 3 个从器件。

问题在于、Toradex SOM 在离开 SOM 之前、在 I2C 引脚中内置了 1K 串联电阻。

当存在从设备时、这些电阻器似乎会导致 MHz 振荡、

如果没有器件和 1K 寄存器、I2C 数据包看起来正常。

存在器件和 1K 电阻器的振荡、但仅在数据包的低电平部分或线路处于低电平时才存在。

没有器件且 1K 寄存器替换为 0r 电阻器时、I2C 数据包看起来正常。

对于替换为 0r 电阻器的器件和 1K 寄存器、I2C 数据包看起来正常。

您对为什么会发生这种情况有何建议? 这可能是负载电容不匹配吗?

对于如何解决不涉及修改 Toradex SOM 的此问题、您有何建议

谢谢

TONI

Circuit.png

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    尊敬的 Antoni:

    TCA9416 具有内部上升时间和下降时间加速器、可根据压摆率和输入电压阈值进行触发。  

    器件是直通的、因此当有外部 1k PU 电阻器时、这会通过连接的 i2c 控制器和目标器件增大 VOL。 这种 VOL 增加+ I2C 信号路径上的任何振铃都可能导致触发 RTA 或 FTA。

    外部电阻器是可选的、因为该器件在器件的每一侧实现了 10k PU 电阻器。 PU 电阻器并联、因此 PU 电阻相当于~5k Ω。 RTA 和 FTA 有助于加速上升沿和下降沿。  

    此致、

    Tyler

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    感谢您的回复 Tyler、但我提到的 1K 不是上拉电阻、它们在 1.8V 侧的 SCL 和 SDA 线路上串联。
    我已将它们以黄色重新显示在下面、但请注意、它们没有被我们放置在那里、它们位于 Toradex 提供的 SOM 上。
    https://www.toradex.com/computer-on-modules/colibri-arm-family/nxp-imx-8x?_gl=1*2zjhw0*_up*MQ..*_gs*MQ..&gclid=Cj0KCQiAyvHLBhDlARIsAHxl6xp4pH7x1sBIToCYBCQMg_fav12DwXm7llJuwdlOuOJZ2KWkIy1APwQaAribEALw_wcB



    数据表中没有提及 1K、我们之后才发现这些 1K。

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    尊敬的 Antoni:

    这可能更糟、因为 1k 串联电阻在拉低时也会增加 VOL。  

    我假设 VOL2 将远高于 VOL1、因为 1k 串联电阻会使 VOL 上移。 这种 VOL 变化导致输出低电压可能达到 RTA/FTA 阈值、然后导致振铃。  

    如果无法移除 1k 串联电阻、是否可以通过任何方法对控制器内开漏驱动器的驱动强度进行编程? 即会降低输出驱动。  

    如果您可以禁用这些 1k Ω 串联电阻器、这是理想之选。  

    此致、

    Tyler

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    嗨、Tyler

    感谢您的答复。 我会让固件团队尝试驱动强度、

    这个问题更加明显、Arrow 在与 TI 讨论过之后推荐了我假设的这一部分、因此我们不必修改现成的 SOM。
    我们使用演示板和另一个 I2C 演示板在原始设计上进行了测试、以证明这一原理。 我们能够与演示 I2C 器件通信、因此假设我们有一个解决方案。

    自那以后、我们重新旋转 PCB 并发明了 TCA9416、因此现在我们看到了问题。

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    尊敬的 Antoni:

    我在最后的回答中犯了一个错误。 查看固件组是否可以增加驱动强度。 即下拉电阻越小。  

    我们使用演示板和另一个 I2C 演示板在原始设计上对其进行了测试、以证明这一原理。 我们能够与演示 I2C 器件通信、因此假设我们有解决方案。

    该解决方案是否使用了 1k 串联电阻?

    此致、

    Tyler

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    你好 Tyler 是的、它包括了 1Ks。

    因此、使用 Toradex Colibri 演示板(用于 SOM) 进行)进行测试、该演示板连接到 TCA9416 演示板、MCP3424 演示板通过飞线完成、然后将其装配起来。

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    尊敬的 Antoni:

    明白了、感谢您提供的详细信息。  

    让我们看看固件团队是否可以禁用 1k 串联电阻器、更改它们或提高开漏驱动器的驱动强度。  

    如果您可以在快速+模式下运行 I2C 总线、则可能会获得更强大的下拉驱动器的优势、但随后也可以将时钟速率降低至所需的性能 (~400kHz)。  

    根据 I2C 标准、在 IOL = 3mA 时、FM 驱动器为 VOL = 0.4V、FM+驱动器为 VOL = 0.4V、IOL = 20mA。  

    此致、

    Tyler

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    嘿 Tyler 很抱歉、由于混淆、无法禁用或更改 1K 电阻。这些 1K 电阻是 Toradex 焊接到 SOM 的物理电阻。 它们不是处理器内部元件。

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    尊敬的 Antoni:

    我们仍在研究这一点、不久将作出答复。

    谢谢、

    插孔  

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    尊敬的 Antoni:

    我懂了。 然后、下一步可能是增加处理器开漏驱动器的驱动强度。 或者将处理器切换至快速+模式、这样可以增加驱动强度、但以降低频率使用 I2C。  

    我认为、最后一项工作是在 I2C 引脚上添加一个非常弱的下拉电阻器,产生一些接地漏电流 — 将 VOL 拉至怀疑存在的 RTA 触发阈值以下、这首先导致问题。

    可以从外部 30k PD 电阻器开始。 这将在 TCA9416 内部创建一个带有两个 10k PU 电阻器的分压器、但不会影响 VIH 或接近 TCA9416 的 FTA 触发阈值。 我不喜欢这个想法在实践中,但如果它的最后一个沟渠的努力,那么它可能值得一试。  

    此致、

    Tyler

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    嗨、Tyler、

    再次感谢、我会将此内容传递给固件团队进行试用。

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    尊敬的 Antoni:

    好的。 让我知道他们提出了什么。  

    此致、

    Tyler