上拉電阻和下拉電阻的選型和計算

2021-06-22 21:53:33 字數 1702 閱讀 7840

常見各類技術資料上,有些技術規範寫道「無用的管腳不允許懸空狀態,必須接上拉或下拉電阻

以提供確定的工作狀態」。這個提法基本是對的,但也不全對。下面詳細加以說明。

管腳上拉下拉電阻設計出發點有兩個:

乙個是在正常工作或單一故障狀態下,管腳均不應出現不定狀態,如接頭脫落後導致的管腳懸空;

二是從功耗的角度考慮,就是在長時間的管腳等待狀態下,管腳埠的電阻上不應消耗太多電流

,尤其是對電池供電裝置。

從抗擾的角度,訊號埠優選上拉電阻。上拉電阻時,在待機狀態下,源端輸入常為高阻態,如果沒有上拉電阻或下拉電阻,輸入導線呈現天線效應,一旦管腳受到輻射干擾,管腳輸入狀態極容易被感應發生變化。所以,這個電阻是肯定要加的。下乙個問題就是加上拉還是下拉。

如果加了下拉,在平常狀態下,輸入表現為低電平,但輻射干擾進來後,會通過下拉電阻瀉放到地,就會發生從low—high的乙個跳變,產生誤觸發。相當於乙個乞丐,你給了他10萬元,他的生活方式就會從窮人到富人發生乙個改變。

但如果加了上拉電阻,在平常狀態下,輸入表現為高電平,輻射干擾進來後,如果低也沒關係,上拉電阻會將輸入端鉗位在高電平,如果輻射干擾強,超過了vcc的電平,導線上的高電平干擾會通過上拉電阻瀉放到vcc上去,無論怎樣干擾,都只會發生high—higher的變化,不會產生誤觸發。相當於人家本來是乙個富豪,你給了他10萬元,他的生活方式不會發生任何的改變。

圖1和圖2是干擾狀態下的電平示意圖。圖2中的低電平由v

l變為v

l+δv時,產生了從低電平到高電平的跳變,有可能使后級電路

誤動作的風險。

下乙個問題就是,確定了用上拉電阻後,是不是上拉電阻就可以隨便選了呢?答案當然是「no」。(如圖3)

在前極輸出高電平時,vout輸出電流,u為高電平。有兩種情況:

a、當i

0 >= i

1 + i

2這種情況下,rl1和rl2兩個負載不會通過r取電流,因此對r阻值大小要求不高,通常4.7 kω

b、當i

0 < i

1 + i2i

0 +i= i

1 + i

2u=vcc-ir

u>=v

hmin

由以上三式計算得出,r<=(vcc- v

hmin

)/i其中,i0、i1、i2都是可以從datasheet查到的,i就可以求出來,v

hmin

也是可以查到的。

當前極vout輸出低電平時,各管腳均為灌電流,則:

i』= i

1』 + i

2』 +i0』

u』 =vcc-i』 r

u』 <=v

lmax

以上三式可以得出:r>=(vcc- v

lmax

)/i』

由以上二式計算出r的上限值和下限值,從中取乙個較靠近中間狀態的值即可。注意,如果負載的個數大小不定的話,要按照最壞的情況計算,上限值要按負載最多的時候計算,下限值要按負載最少的計算。

另一種選擇方式是基於功耗的考慮。根據電路實際應用時,輸出訊號狀態的頻率或時間比選擇。若訊號vout長期處於低電平,宜選擇下拉電阻;若長期處於高電平,宜選擇上拉電阻。為的是靜態電流小。

「設計永遠是妥協與權衡的藝術」,至於最終選擇那種方案,設計師的技術決策還是很重要的。電路設計的魅力也就在於此。

原文:

下拉電阻和上拉電阻

在學習arduino時,連線微動開關,需要乙個下拉電阻,當開關處於開路的狀態時,保持輸入引腳的低電平。對於其中的原理糾結了很長時間,下面是根據查詢到的資料和加入了自己的理解。下拉電阻 1當處於斷路狀態時,如果沒有10k歐的下拉電阻,input端的電壓在0v 5v之間浮動。有下拉電阻時,輸入引腳通過1...

上拉電阻和下拉電阻

所謂上,就是指高電平 所謂下,是指低電平。上拉,就是通過乙個電阻將訊號接電源,一般用於時鐘訊號資料訊號等。下拉,就是通過乙個電阻將訊號接地,一般用於保護訊號。這是根據電路需要設計的,主要目的是為了防止干擾,增加電路的穩定性。假如沒有上拉,時鐘和資料訊號容易出錯,畢竟,cpu的功率有限,帶很多bus線...

上拉電阻和下拉電阻

在數字邏輯電路中,乙個訊號不是0,就是1。正是因為這樣,數位電路的設計才簡單,可靠。通常,用電壓5v 或者接近5v 代表 on 開狀態,代表高電平,對應狀態 1。用電壓0v 或者接近0v 代表off關狀態,代表低電平,對應狀態0。有些開發板是基於3,3v的,因此使用3.3v作為高電平。如果乙個線路中...