[参考译文] TCA9800：B 侧电压差 TCA9800与 TCA9517

您好、Shinya-San、

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"1)为什么大多数缓冲器(如 TCA9517)的 VOL 输出偏移为0.5V？"

所以这个问题有点棘手。 对于较高的音量偏移量和较低的音量偏移量、存在折衷。 I2C/SMBus 标准规定、如果下拉 FET 灌入3mA 电流、则其电压应为0.4V、因此选择大于0.4V 的静态电压偏移是有益的。

使用静态电压偏移的器件的一个关键因素是 ViLc 参数、该参数规定您必须拉低至低于该值才能将低电平从静态偏移侧传递到 A 侧。 当 A 侧下拉 B 侧并在 B 侧生成电压时、这一点很重要、但 B 侧需要立即将低电平传递回 A 侧。 (这种情况发生在数据线传递期间、例如 ACK 事件、其中主器件可能已发送0作为位8、并控制数据线、而从器件需要在第9个时钟脉冲期间进行 ACK、因此它们需要交换对的控制 数据线)。 如果 B 侧的器件未低于 ViLc、则可能会错过向 A 侧发送数据的机会(主器件/从器件可能会因此错过 ACK)。

如果您设置较高的静态电压偏移、则意味着您可以具有较高的 ViLc (ViLc 必须始终低于静态电压偏移例如。 如果偏移为700mV、则 ViLc 可以为500mV、但不能高于700mV)。 较大静态电压偏移的缺点是主/从使用较低的 Vcc、例如1.8V。 主/从设备的 VIL 为 Vcc 的30%、在本例中为540mV。 如果您的静态电压偏移高于540mV、那么主器件或从器件可能永远不会看到低电平。

使用较低的静态电压偏移有助于与具有较低 Vcc 的从器件/主器件通信、但这样会导致较低的 ViLc。 在重负载 I2C 总线中、需要使用强上拉电阻器、但会导致主/从器件产生更大的电压、如果该电压大于 ViLc、则意味着您无法通过缓冲器可靠地发送低电平(ACK)。

总之、500mV 作为静态电压偏移是一个良好的中值/电压、不能与逻辑较低的器件(具有较低 Vcc 的器件)通信、这使得主/从器件更容易生成低于 ViLc 的电压、从而在 ACK 事件期间通过缓冲器进行可靠通信。

"2)为什么仅在 B 侧生成 VOL 偏移？"

-但情况并非总是如此、我们确实有一个器件(TCA9509)在一侧具有偏移侧。 行业将 B 侧视为公共侧以进行偏移、而 B 侧通常也连接到更高的逻辑电压(更高的 Vcc)、因此行业喜欢这样做。 (请记住、更高的逻辑/Vcc 意味着主/从器件的 VIL 更有可能看到电压偏移低于主/从器件的 VIL)。

最终、这不是行业规则或标准的一部分、但器件的设计人员似乎只是在 B 侧执行它、而不是更频繁。 但是、某些器件确实在一侧使用偏移侧。

3) 3) TCA9800 能够保持较低 VOL 的主要原因是什么？

这两个缓冲器(TCA9800和 TCA9517)之间的基本区别实际上是它们如何生成 Vol 以及如何检测低电平。

TCA9517使用由正向导电二极管生成的静态电压偏移、这是非常直接的。

TCA9800使用内部电流源、并通过电流监控来监控电流是从内部拉出还是从内部灌入。 当 A 侧拉低时、B 侧的下拉 FET 导通并灌入始终恒定的电流。 B 侧 FET 的 Rdson 足够低、因此电流 x Rdson 会产生0.2V 的典型电压

总而言之、TCA9800使用具有低 Rdson 的下拉 FET 来灌入其自己的电流。 TCA9517使用二极管生成静态电压偏移。 具有两种不同结果的两种不同方法。

我希望我的解释清楚。

-Bobby

请注意、我们还提供了一份新的应用手册、其中讨论了器件为何需要由我们的高级 I2C 应用工程师 FHOude 编写的静态电压偏移。

不过、本应用手册非常详细、应能让您更深入地了解缓冲区的工作原理。