This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] TCA9416:使用上升时间加速器实现节能

Guru**** 2390735 points
Other Parts Discussed in Thread: TCA9406, TCA9509, TCA9416, TCA9800

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/991544/tca9416-power-savings-using-rise-time-accelerator

器件型号:TCA9416
主题中讨论的其他器件:TCA9406TCA9509TCA9800

大家好、我阅读了一些有关上升时间加速器如何降低2线总线(例如 I2C)功率耗散的文章。 但是、我无法找到任何有关使用总线加速器而不是2.2千欧上拉电阻器(快速模式)节省了多少能量的实际性能数字。 我们正在研发一款可穿戴设备、它在 I2C 总线上有4个设备(在3.3V 电压下工作、但如果有的话、某些设备也可以在1.8V 电压下工作)、包括心率监测器和加速计、两者都有 ODR 100Hz 至400Hz 的速率。 因此、我们在读取传感器数据时考虑使用总线加速器来降低能耗(因为当 SDA/SCL 拉低时、功耗浪费了10kOhm (内置加速器上拉电阻)/2.2kOhm (不带加速器的上拉电阻)~ 5倍)。 您是否有任何计算/测试表明使用任何加速器可实际节省多少能量? 我注意到您提供的一些选项 TCA9416、TCA9406、TCA9509、TCA9416似乎是能源受限应用的最新/最佳选项? 无论价格如何、我们都希望确保最低功耗和 PCB 面积、因此您认为上升时间加速器适合我们的场景吗?

我会自己计算这些数字、但数据表中有许多首字母缩略词、因此分析起来会更加困难。 此外、我无法看到、但我可以使用单侧、例如 A、电压 VCCA=3.3V、而 VCCB =0V、这将仅用作加速器(无电压转换)、因此芯片消耗的电流可能更小? 静态电流是多少(当 SCL_A=VCCA 和 SDA_A=VCCA 上的电压时)和有效电流是多少(当 SDA_SCL_A 都被拉低时)?  

感谢您抽出宝贵的时间帮助我们!

  • 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。

    节省的功耗取决于 SDA/SCL 线路被拉低的总时间。 因此、借助加速器、您可以在相同的上拉电流下提高速度、或在相同的速度下降低上拉电流。

    如果加速器大部分时间处于空闲状态、则与上拉电阻器相比、空闲电流增加会使情况更糟。  您对 μ I²C 流量是否有任何估计值(每秒字节数)?

    具有上升时间加速器的最现代转换器/缓冲器是 TCA9800系列(四种上拉电流可供选择)。 将引脚1…5连接到 GND 应该只留下电流源。

  • 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。

    大家好、Clemens、
    感谢您的快速回复。 目前、我们考虑的速率为2kB/s 至4kB/s、即16Kbytes/s 至32Kbytes/s 在 I2C 快速模式下、其利用率应为4-8%。 根据我的计算、使用2.2k Ω 电阻器、这相当于30uA 至60uA 的平均电流、因为每条线路上的信号被拉低。 这不是很重要、但我们需要满足整个系统的1mA 总平均电流要求、这需要非常好地优化一切。 如果使用10kOhm 电阻器(上升时间加速器内的内置上拉电阻器)、则该值会降至每条线路上6.6uA 的平均电流。 因此、如果加速器消耗的平均电流不超过~45uA、那么我认为这是一个值得选择的选项吗?

  • 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。

    需要指出的一点   是、我们考虑 TCA9416和 TCA9406、因为它们的尺寸非常小、~1mm2。 OUT 器件将采用环形形式、因此节省空间非常重要。

  • 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。

    编辑:我修正了最后的计算误差、与提供的初始值相比、总功耗节省了64%而不是36%

    您好、Montvydas、

    根据您给我们的一些假设、我尝试对一些数字进行了说明。  

    e2e.ti.com/.../Power-savings-fix.pdf

    我确实做了一些额外的假设、忽略了计算上升时间所涉及的功率。 由于电容器放电时的电压和电流不恒定、这很复杂、因此数学运算将涉及电压和电流相位差之间的卷积以获得功率。  

    我还假设上升时间触发器期间的功耗实际上非常低(两位数纳秒开启时间)、因此我在计算中省略了这一点。  

    最后、我计算了 TCA9416一侧的功率、但意识到如果我们假设功率应为2倍、但另一侧的上拉电阻器为10k、而该侧的 Vcc 仍为3.3V、则计算结果仍然相同。 {我是说、如果我们要在 相同的条件下计算 TCA9416的 A 侧和 B 侧的功率、 然后、功率必须加倍、但如果我们自由选择仅使用内部上拉电阻器的 B 侧和仅使用内部10k 连接到主机的 A 侧、则计算仍保持不变}

    -Bobby

  • 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。

    您好、Bobby、

    感谢您的详细分析! 这对我们很有帮助:)


    Montvydas