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上下拉电阻应用很简单吗?哪些地方要加上下拉电阻?

冬至子 来源:电子哥的日常 作者:电子哥的日常 2023-10-08 16:23 次阅读

“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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