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  • 上拉电阻原理

    2012-10-20 11:35:21
    上拉电阻原理 上拉电阻为何能上拉在节点与正5V电源之间接个10k的上拉电阻,能把这个节点的点位拉上来。我实在不明白,要想把电位提上来,直接接电源不就行了?电源通过这个10k的电阻肯定会降压的,这样一来,岂不是...

    上拉电阻原理

    上拉电阻为何能上拉
    在节点与正5V电源之间接个10k的上拉电阻,能把这个节点的点位拉上来。我实在不明白,要想把电位提上来,直接接电源不就行了?电源通过这个10k的电阻肯定会降压的,这样一来,岂不是把节点的点位降低了吗?

    往往这个节点要求应用单片机或者其他控制器件来控制它为高或低电平(即这个节点与I/O口连接)
    如果单纯的想要使这点成为高电平,并且输出阻抗非常大的话,直接接电源也无妨,但是如果你单片机如果要使这个节点拉低,即单片机内部使节点接地,这样5V电源不是和地短路了么。
    另外,当要求这个节点为高电平的时候,你的这个节点和地之间的阻抗一般是非常大,比如100K的阻抗,而你上拉一个10K的电阻的话,这个点的电压为(5/100+10)*100=4.5V这样也可以上高电平啊。而当要求这个节点为低电平的时候只要把它和地连就可以了,电源和地之间有一个10K的负载:)

         

    使用上拉电阻的情况:

    1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
    2、OC门电路必须加上拉电阻,才能使用。
    3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
    4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。
    5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
    6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
    7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。


    上拉电阻阻值的选择原则包括:
    1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。
    2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。
    3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
    综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理
    对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定,主要需要考虑以下几个因素:
    1. 驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例,一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计是应注意两者之间的均衡。
    2.下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例,当输出高电平时,开关管断开,上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
    3.高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同,电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例,当输出低电平时,开关管导通,上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。
    4.频率特性。以上拉电阻为例,上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟,电阻越大,延迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。
    下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。
    OC门输出高电平时是一个高阻态,其上拉电流要由上拉电阻来提供,设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA,标准工作电压是5V,输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平);2V(高电平门限值)。
    选上拉电阻时:

    500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下,此为最小阻值,再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大,则阻值可减小,保证下拉时能低于0.8V即可。

    当输出高电平时,忽略管子的漏电流,两输入口需200uA

    200uA x15K=3V即上拉电阻压降为3V,输出口可达到2V,此阻值为最大阻值,再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参考74HC系列
    设计时管子的漏电流不可忽略,IO口实际电流在不同电平下也是不同的,上述仅仅是原理,一句话概括为:输出高电平时要喂饱后面的输入口,输出低电平不要把输出口喂撑了(否则多余的电流喂给了级联的输入口,高于低电平门限值就不可靠了)

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  • 上拉电阻下拉电阻的总结-转载 清楚解释上拉电阻的用处。。以及为什么
  • 一、定义 1、上拉就是将不确定的信号通过一个电阻... 2、上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流 3、弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分 4、对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如普通门电路)提升......
  • 上拉电阻:将一个不确定的信号(高或低电平),通过一个电阻与电源VCC相连,固定在高电平。 下拉电阻:将一个不确定的信号(高或低电平),通过一个电阻与地GND相连,固定在低电平。 上、下拉电阻的作用: 一般说法...

    上拉电阻:将一个不确定的信号(高或低电平),通过一个电阻与电源VCC相连,固定在高电平。

    下拉电阻:将一个不确定的信号(高或低电平),通过一个电阻与地GND相连,固定在低电平。

    上、下拉电阻的作用:

    一般说法是上拉增大电流,下拉电阻是用来吸收电流。

    1、当 TTL 电路驱动 CMOS 电路时,如果电路输出的高电平低于 CMOS 电路的最低高电平 (一般为 3.5V), 这时就需要在 TTL 的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
    2、OC 门电路必须使用上拉电阻,以提高输出的高电平值。
    3、为增强输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
    4、在 CMOS 芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻以降低输入阻抗, 提供泄荷通路。
    5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限,增强抗干 扰能力。
    6、提高总线的抗电磁干扰能力,管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
    7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上、下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制 反射波干扰。

    上拉电阻阻值的选择原则:
    1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。
    2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。
    3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
    综合考虑以上三点,通常在 1K 到 10K 之间选取。对下拉电阻也是类似道理。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    参考:
    上拉、下拉电阻的原理和作用

    开漏输出与推挽输出

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  • 51单片机接上拉电阻原理

    千次阅读 2017-04-13 18:01:41
    图为开漏输出 注:绿色为IO口  (1)当基集给高电平的时候,三极管的c,e相通,电路就沿着三极管这边流通,IO口输出低电平  (2)当基极给低电平的时候,三极管的c,e不相同,因此电路就走发光二极管一侧,IO...

    上图为开漏输出
    注:绿色为IO口
     (1)当基集给高电平的时候,三极管的c,e相通,电路就沿着三极管这边流通,IO口输出低电平
     (2)当基极给低电平的时候,三极管的c,e不相同,因此电路就走发光二极管一侧,IO口输出高电平
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  • 上下拉电阻的原理及作用从最基本的概念上来讲,上拉电阻就是从端口连接到电源上的电阻,将一个不确定的信号钳位在高电平,这个电阻也起到一定的限流作用。下拉电阻就是从端口连接到GND的电阻,将不确定的信号钳位在...
    上下拉电阻的原理及作用

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    从最基本的概念上来讲,上拉电阻就是从端口连接到电源上的电阻,将一个不确定的信号钳位在高电平,这个电阻也起到一定的限流作用。下拉电阻就是从端口连接到GND的电阻,将不确定的信号钳位在低电平。

     首先介绍一下输出管脚,芯片的输出管脚通常来说可以分为两类:

    1、push-pull型电路,这种电路可以理解为一个半桥电路,能够自主的输出高电平或者低电平,这种输出管脚一般是没有必要接上拉或者下拉电阻。

    2、OD或者OC门型输出管脚,这两种管脚可以理解为同一类,都是使三极管或者MOS管工作在饱和区,将其当做开关来使用。

     上拉电阻的应用场景:

    1、OC或者OD门电路必须加上拉电阻,才能使用,最典型的应用电路就是低边驱动电路匹配外部的数字输入电路。下图就是一个很典型的OD门输出电路,在右侧一定需要匹配一个上拉电阻,这样在MOS管不导通的时候检测口的电平才是高电平,而在MOS管导通的时候,检测口的电平就是低电平了。

    在数字输入电平外部的电路是一个开关的时候,上拉电阻的作用与上一段描述的作用基本一致。上拉电阻的选择就需要考虑几个方面的影响,从功耗角度来说,电阻值越大越好,而从保障电路的耐用性来考虑,上拉电阻需要提供足够大的湿电流(湿电流一般在1~10mA之间),在开关金属接触面发生氧化的时候,电流也能够“浸润”氧化层。所以上拉电阻通常在1K到10K之间。

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    2、作为温度传感器的上拉匹配电阻,与NTC电阻进行分压,测量分压后的电压反推回NTC的阻值,然后通过查表的方式就可以得到温度传感器的值。鉴于有时候一些软件工程师很懒,说自己不会算,这里再写一遍公式:Vport=R24/(R22+R24)*VCC→R24=(Vport*R22)/(VCC-Vport),得到的R24的电阻后通过查询NTC的R-T表就能得到当前的温度值。

    当然作为温度传感器的上拉电阻,选择的时候要参考NTC的B值,也要考虑实际的应用场景,假设我们希望NTC在较高温度时其测量误差最小,那么在选择上拉电阻的时候,就要使其在常用温度区间每变化1℃,相对应的Vport电压需要尽可能的变化更大,使温度反应出来的电压更加敏感。

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    以上两点是我们现在用到的最常见的两种情形,还有一些其他的应用场景:

    3、以前在TTL电路大量使用的时候,经常会存在TTL电路与CMOS电路电平不匹配的情况,这时候就需要上拉电阻来提高TTL电路的输出电平值。

    4、在COMS芯片上,有些管脚不能悬空,一般也会接上拉电阻来降低输入阻抗,提供泄荷通路。

    5、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻用于阻抗匹配,有效的抑制反射波干扰。

    下拉电阻的应用场景:

    下拉电阻在应用上大部分与上拉电阻是一致的,也可以作为NTC电阻的分压电阻(实际一般不这么用,理论上是可行的),也可以在匹配门电路的时候提供一个默认的电平值。但在实际应用场景中,下拉电阻最大的作用还是在于提供一个默认的低电平。

    1、用在高边驱动的输出口检测电路,下拉电阻能够提供默认的低电平;

    2、用在芯片与芯片之间的控制线路之间,防止在上电初始化过程中电平的状态错乱导致异常的输出;

    3、用于低电平有效的管脚上,减少一个逻辑控制口,一直使能芯片。

    电阻是我们在电路设计过程中用的最多的器件,不管是上拉电阻、下拉电阻我们在选在使用的时候都需要清楚的了解每一个电阻选出来的原因,包括封装、阻值、误差、功耗等等。因为文章写的仓促,关于电阻的各种细节知识,可能会在以后的时间里慢慢来补充。每一次的交流就是一次自己深刻的学习,愿与大家共同进步。
    展开全文
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  • 上拉电阻原理

    2020-11-03 15:26:08
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空空如也

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