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[参考译文] LSF0102:LSF0102

Guru**** 1492485 points
Other Parts Discussed in Thread: LSF0102, LSF0002, LSF0108, LSF0204
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/logic-group/logic/f/logic-forum/1361678/lsf0102-lsf0102

器件型号:LSF0102
主题中讨论的其他器件: LSF0002LSF0108LSF0204

大家好、我正在寻找一种解决方案来实现从1.8V 到3.3V 的 I2C 快速模式(400kHz)电平转换。 我以前使用过 LSF0102、但我无法再使用它、因为在设计的1.8V 侧、我有硬件固定的10k Ω 上拉电阻。 请注意、电平转换器需要安装在使用 FPC (最大 10pF 的 ESR)。 下面的简化原理图显示了连接。 LSF102的数据表讨论了上拉值、该值经计算结果低于1k。 这不是 I2C 的理想上拉。 您能对此提供建议吗? 谢谢。

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    你好、Billy、

    如果我们在 I/O 上添加额外的外部上拉电阻以有效地降低上拉电阻、则 LSF0102仍可在此处使用(即添加1.5k Ω 以将1V8侧的总上拉电阻从10k Ω 降低到1.3k Ω)。

    然后、可以调整外部上拉 电阻以满足上游器件的 VOL 要求、如以下计算中所示:I2C 总线上拉电阻器计算

    此致、

    插孔  

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    LSF 数据表中的示例不是必需的。 它们使用达到高速度所需的极高上拉电流。 I²C Ω 较慢、在上拉电阻较弱时工作正常。 两侧的10 kΩ 是一个很好的起始值。 如果有疑问、请使用示波器检查波形。

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    您好、Jack、

    感谢您的回答。 根据您的建议、我已根据随附的图像生成了原理图。 我已将两侧的 PU 设置为1.5千欧。 这将为硬件(主机硬件)的1.8V 侧提供1.3k Ω 的上拉电阻值。 在这一侧、我不知道每个信号在通往主机处理器的路径中将看到的电容是多少。 在 LSF0102的3V3侧(MCU 侧)、我已将上拉电阻设置为1.5k Ω(从以前的设计中知道1.8k Ω 不能正常工作)。 在 MCU 侧、我预计轨道长度大约为40mm (宽0.2mm;厚度0.0175mm;Dk = 4.2)、这意味着每个轨道+ MCU 引脚上的电容不超过20 pF。 我希望这应使 tr 保持在300ns 以下(在我的先前设计中、我无法使 TR 的变化小于460ns。 无法锻炼为什么)。

    我的问题是、我没有机会检查 PCB 的性能、因为 PCB 是由 EMS 构建的、他们会进行检查。 不能在最后更改上拉电阻并进行检查。 因此、我需要第一次正确校正该上拉电阻。 我可以要求您检查一下、并告知我原理图是否可以正常工作吗?

    谢谢

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    请注意、两边的上拉电阻并行工作、因此效果类似于750 Ω 。您不应使用这些示例值、而应使用更大的值。

    非常粗略的估算是每个器件大约10 pF、再加每 cm 大约1 pF。

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    你好,Clemens,谢谢你的答复。 我有点困惑。 您是否认为1.8V 侧的 R 将与3.3V 侧的 R 并联(例如 R12 // R10)? 只注意到我错误地将 R11连接到 SDA (它应该已经在 SCL 上)。 因此请忽略它。

    我之前使用了2.2k (不完全是这个电路)、无法使功能正常工作。 我不得不把它降低到1.8k。 因此有点害怕拥有更高的价值。

    您可以建议哪些具体值?

    谢谢。  

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    @克莱门茨,你以前建议10k 是起点。 但这不是快速 I2C 的建议值、对吧? 请注意、主机硬件在其硬件(1.8V 侧)上已经有10k 上拉电阻器。 根据 Jack Guan 之前的评论、我放了1.5千、这样我就可以把它减少到1.3千。

    我现在也想、为什么不能仅使用 MOSFET 布置来进行翻译、例如下面的一种。 我之前在一些低速应用中使用过它。 不确定这是否适用于 I2C 快速模式。 对此有何评论?

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    LSF 内部具有此类 MOSFET。 (这两个 MOSFET 对应于 LSF0002;LSF0102有一个额外的偏置电路、可将栅极电压升高到比 Vref_A 高大约0.6V。)

    当信号为低电平时、晶体管导通、所有的上拉电阻器都连接到线路。

    我不知道您的总线电容有多大。 使用示波器检查波形、查看上升沿是否过慢。

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    你好、Billy、

    与分立式转换器相比、集成式转换器具有更小的外形尺寸。 您可能会看到以下应用手册/视频以了解更多信息:  

    集成与分立式开漏电平转换

    了解分立式电平转换电路的缺陷

    此致、

    插孔

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    啊好的。 我了解。 我还想知道传播延迟的匹配等。 但我们不是很担心、因为它不是超高速总线。

    我想3V3的轨道长度大约是40毫米、当我在其中一台在线计算器上进行快速计算时、它给了我一个 小于20 pF 的数字。 我还可以为元件引脚添加2p。 因此、它不能超过25 pF。 在1V8侧、我不确定其值。 然而、我在我已定制的 FPC 上进行了一些测量、结果显示大约4pF。 假设主机 PCB 的电容为20pF、我们可以说1V8上的电容也小于25pF。 这可能意味着我可以在不影响小于400ns 的 tr 的情况下将上拉值增加到更高的值(对吧?)。

    现在、我了解您对等效电阻的看法、即导通晶体管导通时、LHS 和 RHS 电阻器的并联组合。

    因此、基于此、如果我在两侧都使用4.7K、我将具有:

    在1.8V 侧=> 10k //4.7K = 3.2千欧(大约)。 我正在考虑一个典型的 I2C 快速模式、对于该模式、我认为上拉电阻值范围 通常为2k - 10k (这只是我的存储器中的内容)。 请注意、10k 位于主机 PCB 侧。

    在3V3方面=>我计划也包含4.7K。 这可能有利于满足上拉强度 tr。 但它可能是功耗的杀手。 你认为我可以安装10k 吗?

    我的问题是、我没有机会在 PCB 上放置示波器来检查这一点。 这是因为 EMS 将构建 PCB 并进行启动。 这意味着我将无法很容易地处理任何问题。 因此、我必须使用可保证首次运行的最安全的值。  

    再次感谢您的大力支持。  

    此致

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    您好、Bill、

    在两侧都具有4.7k (400KHz 输入、25KHz pF 输出负载)、您可能会看到以下内容(针对上升时间问题进行了缩小和放大) :3.3V 输入对应1.8V 输出;1.8V 输入对应3.3V 输出:

    由于两侧均采用10K 电阻(400KHz 输入、25KHz pF 输出负载)、 因此您可能会在下方看到(针对上升时间问题进行了放大和放大)、分别表示3.3V 输入时输出为1.8V、1.8V 输入时输出为3.3V。

    此致、

    迈克尔.

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    @JACK、谢谢你们提供的这些材料。 在阅读完这些内容和观看视频后、我现在决定 对只需要单向转换的信号使用 TXU0104RUTR。 在输入端、有来自主机硬件的10k 上拉电阻器。 但我可以接受这一点、因为此器件输入的内部下拉电阻为5MOhms。 如果这些也有 ESD 保护、效果会更好、这样就不必在信号进入我的 PCB (3V3侧)时添加外部 TVS。  再次感谢您的大力支持。

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    您好,@Michael,感谢这种非常有用的痕迹。 这是 TINA 仿真吗? 非常感谢。 再次感谢。

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    你好、Billy、

    是的、如果 Jack 此刻不在办公室、我们很乐意提供帮助、谢谢。

    此致、

    迈克尔.

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    Michael、谢谢。 因此、我想我要坚持在两侧使用4.k Ω。 很可怕我不会测试它,我们将依靠 EMS 来测试它。 因此引发了很多问题。

    再次感谢。

    此致

    比利

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    您好@Michael、

     我现已决定使用 LSF0204RGYR 进行引脚数计算。 它与 LSF0102相同。 其中3个器件已被用于处理 i2c 快速模式、还有一些具有开漏和推挽要求的 GPIO。 除了 I2C 之外、为了节省一些电量、我将"B"侧的所有信号都视为推挽式。 此外、还有慢速信号、因此、我想我不必担心导通和关断之间的延迟(如果有)。

    我使用了其中3个器件、我认为这是具有成本效益的解决方案。 我检查了您的 LSF0108封装、这个封装似乎有点贵、或许不是为这块大芯片寻找空间的明智选择。

    如果此电路正常、您能否告诉我:

    1.如何保持未连接(未使用)位(A4 - B4)。 我可以让它们保持悬空吗?

    2.是否必须在连接到外部端口的 A 侧添加 TVS。 我需要遵守 IEC-61000-4-2。? 这些是单极信号。

    谢谢

    此致

    比利

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    1. LSF 是一款模拟开关,可以将未使用的通道保持断开状态。

    2.内部 ESD 保护专门针对自动组装过程中的情况而设计。 对于外部端口、需要更多保护。

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    您好,@Clemens,谢谢。 我已经在端口上添加了单极 TVS。 感谢确认。 在 A 侧、我为所有线路提供电流保护、以便在驱动 LSF0204时保护 MCU。 我没有在外部元件侧这么做。 我想应该没问题、因为 A 侧全部为开漏、并且电流从上拉电阻中拉出。

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    你好、Billy、

    如果您有任何进一步的问题、敬请告知。 我将在此结束此主题。

    谢谢。

    插孔  

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    您好、Jack、感谢您的巨大帮助。 此案现已被视为已解决。 此致比利