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对于PXI/PCI-7831R,我应该如何选择上拉电阻?



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

问题: PXI/PCI-7831R 的数字输出缺省的设置是只能输出3.3V。根据用户手册,为了能输出5V的数字TTL高电平,我需要添加一个外部的上拉电阻。这时候,输出阻抗是多少?这个电阻值应该是多少?

解答: 根据电路特性,PXI/PCI-7831R的输出电阻是非线性的。当输出电压在0V左右时,输出电阻非常的小(<50 ohms) 。当输出电压逐步升高到3.3V时,相应的阻抗会升高到大约100ohms。当电压超过3.3V时,阻抗会快速升高到兆欧。

对于计算所需的上拉电阻值,这里有一个近似公式:
  1. 假定7831R的输出能非常快速的将数字输出从0V驱动到3.3V。上拉电阻用来将输出从3.3V提高到5V。将这部分电路做一个大概的近似,既将他简化为一个简单的R-C电路,这里
    Rp是上拉电阻的阻值,Ctot 是数字输出线上全部的电容. 当超过3.3V时,7831R的输出将会是高阻,所以这时候他的计算可以被忽略。
  2. 依据应用程序所需的时序条件,计算所需要的Rp值。更低的Rp值能更快的让输出电压升高。
  3. 确保所选择的Rp的阻值不会消耗太多的电流,否则它会大大降低7831R的输出电压。

计算举例如下:
Vt = 4.7V. 这是我们需要上拉的门限电平。
DeltaT = 1us. 这是上拉电阻将数字输出线从3.3V上拉到4.7V门限电平所需的时间。
Ctot = 100pF. Ctot代表了数字输出线上总的电容值。

上拉电阻, 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: 数字输出DO和地GND之间的电容大约是28pF. 电缆大约是每米60pF。


相关链接:
Product Manuals: NI 7831R User Manual
Product Manuals: LabVIEW FPGA User Manual

附件:





报告日期: 11/11/2004
最近更新: 06/21/2005
文档编号: 3FAGPSL1