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德州仪器(TI)的 TCA 系列 I2C 开关全部支持电压转换。 当通道被启用时、I2C 开关使用正确的 Vcc 来分隔电压非常重要。 唯一的要求是 Vcc 足够低以支持这一点、因为 Vcc 电压是 TCA 开关/多路复用器器件内部 FET 的栅极基准电压。
考虑以下情况:主 SDA/SCL 总线被上拉至3.3V、通道1通过1.8V 的上拉电阻被启用、器件的 VCC 为3.3V。 在这种情况下、启用通道1后、VCC 相对于1.8V 上拉电压过高、导致漏源阻抗降低并打开晶体管。
这会在两个上拉值之间创建一个电阻分压器。 如果这两个电阻相同、则 SCL/SDA 两条线上的电压可能是这两个上拉电阻值的中点。 该中点电压将是线路空闲时的电压。
下面的仿真图显示了两个上拉电阻器都是5kΩ、这种情况下的说明更加清晰。
为避免这种误差、设计人员必须确保为其器件选择合适的 VCC。 请参阅 TCA 数据表中的 Vpass 图、可以找到正确的值。 Vpass 是指器件通道(包括主 SDA/SCL)上的最低上拉电压值。 例如、如果通道1上的最低上拉电压为1.8V、则这将称为 passfet 电压、表示为 Vpass。
在最低上拉电压为1.8V 的应用中、要进行正确的电平转换、允许的最大 Vcc 为3V。 设计人员应选择将1.8V 或2.5V 用于新的 Vcc、并且 TCA 器件的电压转换将在这两个选项下正常工作。 此外、下面提供了一个演示实际电压转换的原理图。
总之、只要 Vcc 处于 TCA 数据表中 Vpass 图定义的可接受范围内、所有通道和主 SDA/SCL 就可以在不同的电压下运行。 Vpass 是指连接到 TCA 开关/多路复用器器件的最低上拉电压。