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對於PXI/PCI-7831R,我應該如何選擇上拉電阻?



硬體: Reconfigurable I/O (RIO)>>R Series>>PCI-7831R, Reconfigurable I/O (RIO)>>R Series>>PXI-7831R

問題: PXI/PCI-7831R 的數位輸出缺省的設置是只能輸出3.3V。根據用戶手冊,為了能輸出5V的數字TTL高電平,我需要添加一個外部的上拉電阻。這時候,輸出阻抗是多少?這個電阻值應該是多少?

解答: 根據電路特性,PXI/PCI-7831R的輸出電阻是非線性的。當輸出電壓在0V左右時,輸出電阻非常的小(<50 ohms) 。當輸出電壓逐步升高到3.3V時,相應的阻抗會升高到大約100ohms。當電壓超過3.3V時,阻抗會快速升高到兆歐姆。

對於計算所需的上拉電阻值,這裏有一個近似公式:
  1. 假定7831R的輸出能非常快速的將數位輸出從0V驅動到3.3V。上拉電阻用來將輸出從3.3V提高到5V。將這部分電路做一個大概的近似,既將他簡化為一個簡單的R-C電路,這裏
    Rp是上拉電阻的阻值,Ctot 是數位輸出線上全部的電容. 當超過3.3V時,7831R的輸出將會是高阻,所以這時候他的計算可以被忽略。
  2. 依據應用程式所需的時序條件,計算所需要的Rp值。更低的Rp值能更快的讓輸出電壓升高。
  3. 確保所選擇的Rp的阻值不會消耗太多的電流,否則它會大大降低7831R的輸出電壓。

計算舉例如下:
Vt = 4.7V. 這是我們需要上拉的門限電平。
DeltaT = 1us. 這是上拉電阻將數字輸出線從3.3V上拉到4.7V門限電平所需的時間。
Ctot = 100pF. Ctot代表了數位輸出線上總的電容值。

上拉電阻, Rp, 就是:
Rp = DeltaT / ( Ctot * ( ln(1 - 3.3/5) - ln(1 - Vt/5) ) )
Rp = 1us / ( 100pF * ( ln(1 - 3.3/5) - ln(1 - 4.7/5) ) ) = 5.765 kOhms

*注意: 數位輸出DO和地GND之間的電容大約是28pF. 電纜大約是每米60pF。

相關連結:
Product Manuals: NI 7831R User Manual
Product Manuals: LabVIEW FPGA User Manual

附加檔案:





報告日期: 11/11/2004
最後更新: 07/26/2005
文件偏號: 3FAGPSL1