【導(dǎo)讀】在電路中上拉電阻發(fā)揮著重要的作用——穩(wěn)定某些不確定信號。因為上拉電阻的這一優(yōu)勢和作用,才使得上拉電阻成為電路中不可或缺的一部分。本文就講解了電路中使用上拉電阻的必要性,同時對上拉電阻在電路中的應(yīng)用和原理進行了分析。
一般作單鍵觸發(fā)使用時,如果IC本身沒有內(nèi)接電阻,為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài),必須在IC外部另接一電阻。
數(shù)字電路有三種狀態(tài):高電平、低電平、和高阻狀態(tài),有些應(yīng)用場合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài),可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài),具體視設(shè)計要求而定。
一般的I/O端口,有的可以設(shè)置,而有的不可以設(shè)置;有的是內(nèi)置,而有的是需要外接,I/O端口的輸出類似與一個三極管的C,當(dāng)C接通過一個電阻和電源連接在一起的時候,該電阻成為上C拉電阻,也就是說,如果該端口正常時為高電平,C通過一個電阻和地連接在一起的時候,該電阻稱為下拉電阻,使該端口平時為低電平,作用類似于當(dāng)一個接有上拉電阻的端口設(shè)為輸如狀態(tài)時,他的常態(tài)就為高電平,用于檢測低電平的輸入。
上拉電阻是用來解決總線驅(qū)動能力不足時提供電流的。一般說法是拉電流,下拉電阻是用來吸收電流的。長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾,加上下拉電阻是電阻匹配,有效的抑制反射波干擾。電阻串聯(lián)才是實現(xiàn)阻抗匹配的好方法。通常線阻的數(shù)量級都在幾十ohm,如果加上下拉的話,功耗太大。
電阻串聯(lián)和拉電阻都是阻抗匹配的方法,只是使用范圍不同,依電路工作頻率而定,當(dāng)TTL電路驅(qū)動COMS電路時,如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平(一般為3.5V),這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻,以提高輸出高電平的值。
但需要注意的是,這種方法并不建議采用,因為其有兩個缺點:
1、TTL輸出地電平時,功耗大。
2、TTL輸出高電平時,上拉電源可能會有電流灌到TTL電路的電源,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
對于高速電路,過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。做輸入時,上拉電阻又不吸收電流。做輸出時,驅(qū)動電流為電路輸出電流+上拉通道輸出電流。電阻的容性特征很小,可忽略。
下級電路的驅(qū)動需求。同樣以上拉電阻為例,當(dāng)輸出高電平時,開關(guān)管斷開,上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級電路提供足夠的電流。當(dāng)輸出高電平時,開關(guān)管怎么回關(guān)斷呢?CMOS電路的輸出級基本上是推拉輸出地電平時,下面的MOSFET關(guān)斷,上面的導(dǎo)通。高電平時反過來。該條只適合OC電路。
本文基于電路高手的經(jīng)驗,為大家解釋了上拉電阻以及下拉電阻在電子電路設(shè)計中起到的重要作用,并對其中的原理進行了詳細(xì)的介紹??梢钥吹?,上拉電阻在電路中最主要的作用就是穩(wěn)定電流,因此對電路的整體設(shè)計穩(wěn)定也有著一定的作用。
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