I2C上拉电阻如何取值?
I2C一般为开漏结构,需要在外部加上拉电阻,常见的阻值有1k、1.5k、2.2k、4.7k、5.1k、10k等。
但是应该如何根据开发要求选择合适的阻值呢?假设SDA是低电平时,即MOS管导通。那么,就可以求出上拉电阻R的阻值。
上拉电阻计算公式:
VOL定义为在漏极开路或集电极开路时,有3mA下拉电流时的低电平输出电压。IOL就是该端口的灌电流,即IOL=3mA。由上式可得,当VDD不变, VOL取最大值时,上拉电阻有最小值。
根据I2C协议,端口输出低电平的最高允许电压是0.4V。公式1可以改为:
由式2可以得出:电源电压决定了上拉电阻的最小值。因此,当VDD=5V时,最小上拉电阻约为1.5k;当VDD=3V3时,约为1k。由于I2C总线端口的高电平是通过上拉电阻实现,线上的电平从低变高时,电源通过上拉电阻对线上负载电容CL充电,这需要一定的上升时间。电容充电一般公式:
整理可得:
I2C规范将低于VIL或0.3VDD的电压定义为逻辑低电平,同样将高于VIH或0.7VDD的电压定义为逻辑高电平,由式4可以求得:
由公式5可判断,当Tr取最大值,CL取最小值时,R有最大值。由于不同模式下,上升沿的最大时间及总线负载最大容限要求不同,标准模式、快速模式、高速模式分别是:1000ns/400pF、300ns/400pF、120ns/550pF。以快速模式下,负载电容50pF为例,则有:
结论:电源电压决定上拉电阻的最小值,总线负载电容决定上拉电阻的最大值。希望对你有帮助,我们下一期见。
查看原文: https://www.dianyuan.com/eestar/article-8374.html
小小调度器——原来C代码还能这么写,原作者没少挨打吧!
开局分割线(理解了以后的一番感概):一个很偶然的机会接触到了一个全部用C语言写的任务调度框架,刚开始觉得有点奇怪,因为当你用它创建任务的时候,不能用switch 不能用return,局部变量还得变成static,想想写代码就有点别扭,深入学习了一下,的确很有意思,对RTOS的机制实现的理解,忽而有种推门而入的感觉。
好多童鞋刚入门单片机变成,还在裸跑阶段的时候,对调度器三个字可能一头雾水,这玩意儿到底干嘛用的,举个例子,写个led点灯的函数:
这里引入了一个阻塞的概念,对应的还有一个词叫做非阻塞,关键就是延时500ms,那么执行到这个函数的时候,程序不会继续执行,需要等待500ms:
非阻塞的方式,程序一直等在这,等到500ms实现到了,继续执行关灯。
阻塞的方式,程序会记录下当前函数的运行位置,然后跳走去执行别的函数,当500ms时间到时,再从别的位置调到该函数led1_off这一条继续执行,而不是从函数头部位置开始执行。
裸机也能解决这个问题,但是要引入不少复杂的语法操作,这仅仅是一个函数的操作,一个程序不可能只有一个点灯的任务,还会有多个任务,当我们把裸机执行的操作抽象出来解决大部分问题的时候,小小调度器就出现了(他并不是很复杂的东东,其实最初的它只是为了解决一个阻塞式的delayms)。
要实现阻塞,执行WaitX(50);时跳出task0任务,当50个ticket到了以后,进入函数从LED0=!LED0开始执行,最关关关键(重要的事儿重复三遍)的就是这三个宏:
单看每一行都无法读懂,不要担心,只要记住三行注释就可以了,接下来把他带进去展开后我们再来看这个函数:
这看起来,总算像是一个完整的函数了,但是看到switch条件判断被打散分布在程序里,第一感觉还是难以接受,default里面居然套上了case!!!,我们自己写代码如果这么写,估计会被领导打,但是站在编译器的角度来看,还是符合规则的,就是能完整执行。
接下来看他的执行流程,假如任务被调用,则从头开始执行,_lc为0,所以执行default,这里把(LINE%255)+1当作一个常数,例如用100代替,那么接着执行return 50;函数执行结束了,这个50会返回给一个很特殊的定时器任务,执行50个tickets以后,再次主动调用task0,从case 100开始执行,led灯翻转,然后回到while(1) 执行return50 跳走,整儿流程就是间隔50个tickets 翻转LED输出。
最后不得不感叹虽然有点乱,但是的确神奇的完成了想要的工作,好像是程序里面写了两个bug,然后来了个负负得正,居然跑起来了~!!!
查看原文: https://www.dianyuan.com/eestar/article-8529.html
雷击浪涌(Surge Immunity)抗扰度试验
01、雷击浪涌(Surge Immunity)抗扰度试验
1.1、试验目的
建立一个共同的基准,以评价电气和电子设备在遭受浪涌(冲击)时的性能,以评定设备或系统对规定现象的抗扰度。实验室试验的任务就是要找出设备在规定的工作状态下工作时,对由开关或雷电作用所产生的有一定危害电平的浪涌(冲击)电压的反应。本部分不考虑直击雷的雷电流的直接注入。
1.2、试验标准依据
IEC61000-4-5-2005 、GB/T17626.5-2019 《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验》
1.3、试验等级
0级:保护良好的电气环境,浪涌电压不超过25V。1级:部分保护的电气环境,浪涌电压不超过500V。2级:电缆隔离良好,甚至短走线也隔离良好的电气环境,浪涌电压不超过1KV。3级:电源电缆和信号电缆平行敷设的电气环境,浪涌电压不超过2KV。 4级:受严重干扰的环境,浪涌电压可以达到4KV(内控标准),如民用架空线等X级:为特殊等级,根据厂商的特殊要求
试验等级应根据安装情况来选择。除非在产品标准或产品类标准中另有规定:0类:保护良好的电气环境,常常在一间专用的房间内;(25V)1类:有部分保护的电气环境;(500V)2类:是电缆隔离良好,甚至短走线也隔离良好的电气环境;(1KV)3类:可选用的电缆平行敷设的电气环境;(2KV)4类:互联线按户外电缆沿电源电缆敷设并且这些电缆被作为电子和电气线路的电气环境;5类:在非人口稠密区电子设备与通信电缆以及架空电力线路连接的电气环境;X类:产品技术要求中规定的特殊环境
1.4、试验结果的判定
试验结果应依据EUT功能丧失或性能降低现象进行分类,相关性能等级由设备制造商或试验的委托方确定,或由产品的制造商和采购买方双方协商同意。推荐分类的如下:A级判定(Criterion A):在制造商、委托方或采购方规定的限值内性能正常。B级判定(Criterion B):功能或性能暂时丧失或降低,但在骚扰停止后能自行恢复,不需要操作者干预。 C级判定(Criterion C):功能或性能暂时丧失或降低,但需操作人员干预才能恢复。D级判定(Criterion D): 因设备硬件或软件损坏或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。备注:
02、雷击浪涌(冲击)试验设备
本部分规定两种类型的组合波发生器。根据受试端口类型的不同,它们有各自特殊的应用。对于连接到对称通信线的端口,应使用10/700μs组合波发生器。对于其他情况,特别是连接到电源线和短距离信号互联线的端口,应使用1.2/50μs组合波发生器。
2.1、试验发生器选择
ü电缆、导体、线路的种类;ü电缆、线路的长度;户内、户外状况;ü试验电压的施加(线-线,线-地)。ü试验端口类型:单项交流、三相交流、直流、信号端口
发生器源阻抗的对应关系说明
2.2、1.2/50μs-8/20μs组合波发生器
标准的目的是要规范施加在EUT上的输出波形。波形由开路电压波形和短路电流波形来定义,应在未连接EUT时测量。对交流或直接供电的产品,浪涌施加到交流或直流电源线上,其必须符合标准规定。为方便起见,定义组合波发生器的有效输出阻抗为开路输出电压峰值与短路输出电流峰值之比,发生器的有效输出阻抗为2Ω。
相移:相对于EUT交流线电压的相位在0゚-360゚变化,允差±10゚
极性:正极性和负极性
重复频率:每分钟一次或更快
开路输出电压峰值:0.5KV起至所需的试验电压,可调
浪涌电压波形: 见附图及附表
短路输出电流峰值:与设定的峰值电压有关,见附表
浪涌电流波形:见附图及附表
开路电压波形(1.2/50μs)GB/T16927.1的波形定义
短路电流波形(8/20μs)GB/T16927.1的波形定义
2.3、10/700μs-5/320μs组合波发生器
开路电压波形(10/700μs)GB/T16927.1的波形定义
2.4、耦合/去耦网络
交流/直流线上电容耦合的试验配置:线-线耦合
交流/直流线上电容耦合的试验配置:线-地耦合
交流(三相)线上电容耦合的试验配置:线-线耦合
交流(三相)线上电容耦合的试验配置:线-地耦合
2.4.3、非屏蔽不对称互连线的试验配置
非屏蔽不对称互连线的试验配置:线-线/线-地耦合,电容耦合
非屏蔽不对称互连线的试验配置:线-线/线-地耦合,避雷器耦合
非屏蔽不对称互连线的试验配置:线-线/线-地耦合,用箝位电路耦合
非屏蔽对称互连线(通信线)的试验配置:所有线-地耦合,避雷器耦合
使用1.2/50μs浪涌发生器的对称高速通信线的耦合
EUT与地绝缘,浪涌直接施加在它的金属外壳;受试端口的终端接地。该试验适用于适用一根或多根屏蔽电缆的设备。
两端接地的屏蔽线:
备注说明:
一端接地的屏蔽线:
备注说明:
多根屏蔽线缆中对单根电缆测试的可选耦合方法:
耦合网络作用:
将组合波发生器的浪涌信号传送到EUT上,限制从电源线流入组合波发生器的电流对发生器本体造成破坏,减少对浪涌波形的影响。
去耦网络作用:
为浪涌波提供足够的去耦阻抗,避免浪涌窜入电网对同一电源供电的非测试设备产生不利影响。此外连接同一电源的其他设备可能含有防雷器件,在不使用去耦网络的情况下,非测试设备上的防雷器件会阻止EUT上浪涌的施加及影响测试结果。
耦合网络参数:
一般浪涌信号耦合到EUT上的方式有电容耦合和气体放电管耦合,其中后者对组合波发生器的输出波形影响较为明显,故电容耦合较常见。若选用小的耦合电容值,则电源侧残留浪涌电压较低,但产生冲击电流的效率较低,若选用大的耦合电容值,则耦合到EUT效率较高,但残留电压较高。
为兼顾效率与残压问题,国家标准指定线-线耦合采用18uF电容,线-地耦合采用9uF电容。低压电网对地源阻抗为12欧姆,对于虚拟阻抗为2欧姆的组合波发生器,在进行线-地耦合时,要另外再串联10欧姆的附加电阻,以增加有效源阻抗。
查看原文: https://www.dianyuan.com/eestar/article-8477.html
磁环到底对时钟信号的辐射干扰有没有抑制效果?
做过EMC的朋友都知道,我们在做RE摸底整改的时候,磁环是用的最多的。当我们遇到问题,实在不知道怎么解的时候,有时候会碰碰运气,加个磁环试一下呢,很多问题加上磁环也恰好就迎刃而解,好像磁环是无所不能。
众所周知,磁环是一种由铁氧体材料制成的环形结构,它通过将导线穿过磁环,利用磁环产生的磁场来对导线中的电流进行干扰,以达到抑制干扰信号的目的。磁环的原理是基于楞次定律和楞次定律的推论,即感应电动势与导体在磁场中运动的方向相反,从而使导体中的电流减小。
对于时钟信号辐射超标,我们一般的处理措施有:
1、展频;
2、降低信号幅度;
3、RC延时,减小上升沿。
加磁环比较多的时候是在输入电源线上,它对低频包络的改善比较明显,但对较顽固的时钟尖峰,印象中抑制性没那么好。
但有一次做RE摸底的时候,在HDMI线上加磁环,HDMI的时钟148MHz及倍频减小幅度明显,为什么呢?
加磁环前波形
加磁环后波形
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