“上下拉电阻应用很简单吗?”那可不一定。电路设计中,在哪些地方要加上下拉电阻?上下拉电阻加多大呢?是否要考虑它的功耗,以及它的灌电流大小,太大会损坏电子器件。一般情况下,元器件需要上下拉的地方,加4.7k或10k,3.3k也行,甚至1k也可以,不会考虑太多。
下面,我们细说这个上下拉电阻:
1、提高产品的电磁抗干扰能力:悬空引脚就像一根天线,容易受到外部电磁干扰(ems),辐射的干扰通过耦合的方式,通过悬空的引脚进入芯片内部,让芯片不能正常工作。我们通过一个下拉电阻,将干扰引入到地上。
2、抑制反射干扰:信号远距离传输,阻抗不匹配引起反射干扰。加上、下电阻做电阻匹配,能有效抑制反射干扰。
3、模式的选择:比如cpu程序启动方式,从usb启动还是从flash启动,通过改变上下拉电阻进行切换。
4、钳位:电子元器件上电时,器件引脚可能处于高阻态,电平信号不确定。这时候,需要给引脚一个确定的电平,以免引起误操作。比如继电器的控制,控制器引脚输出低电平,继电器执行动作。如果上电时,控制器的引脚处于一个高阻态,继电器就有可能误动作,所以通过一个上拉电阻,让其钳位在高电平。
5、oc门和od门上拉:集电极开路和漏极开路这两种情况,必须加上拉电阻,否则,器件无法输出高电平。比如:eeprom(at24c02、at24c04、at24c08等)数据和时钟都需要上拉。
6、增强驱动能力:数据传输距离远时,其上拉电阻越小,输出的电流就越大,驱动能力就越强。比如温度传感器ds18b20的上拉电阻,如果其数据传输的距离较远,其上拉电阻可以小到300欧姆。
7、提供电流:一般的cpu的io输出的电流只有20ma,而后级的电路需要30ma的电流,就可以在io上拉一个电阻。假如cpu的电压为3.3v,io通过一个330欧姆的上拉电阻,就可以提供10ma的电流。
总结:如果考虑产品的总功耗,上拉电阻不能太小,不然功耗较大。比如电压为5v,上拉电阻为2k,这样上拉电阻消耗的电流为2.5ma;如果把上拉电阻换成10k,电阻消耗的电流为0.5ma。一个电路板上的上下拉电阻较多时,加起来的总功耗就会很大。
有的时候,上拉电阻可以达到100k。另外,上拉电阻小,产生的灌电流就大,容易使电子器件损坏。高速电路中的信号,其上拉电阻过大,会使信号边沿变平缓,使信号变得不稳定。在电路设计中,根据项目的实际需求,选择合适的上下拉电阻。
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