“小”器件 “大”功用

　　電阻和電容這兩種電子器件，是電子線路中最基本的元器件，算是“小器件”。從我們開始接觸電子學(xué)時(shí)，這兩種元器件就是最經(jīng)常遇到的。很多工程師可能“看不起”它們，覺得它們太簡單，沒有什么值得研究、深入探討的。在實(shí)際項(xiàng)目中，這些器件經(jīng)常是硬件電路調(diào)試的關(guān)鍵，解決問題的關(guān)鍵所在。而且他們有很多巧妙運(yùn)用，在工作中如果能關(guān)注這幾個(gè)器件，有時(shí)會事半功倍。

　　在實(shí)際的項(xiàng)目中遇到的一些問題，往往是因?yàn)檫@些小器件出現(xiàn)了問題，工程師忽略了。要么多了，要么少了;要么值大了，要么值小了。通過對這些器件的運(yùn)用解決問題，進(jìn)行描述，說明小器件也有大作用。筆者就在過去的硬件調(diào)試過程中遇到很多問題，都是在這些“小器件”上找到原因，得到解決。本文就略舉幾例，與大家分享。

　　電阻在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用舉例

　　(1)I2C電路中的電阻

　　圖1是I2C設(shè)備與I2C總線的連接圖，串行數(shù)據(jù)SDA和串行時(shí)鐘SCL線都是雙向信號線路，通過上拉電阻Rp連接到正的電源電壓+VDD，當(dāng)I2C總線空閑時(shí)這兩條線路都是高電平。連接到總線的器件輸出級必須是漏極開路(OD)或集電極開路(OC)才能實(shí)現(xiàn)線與(wired-AND )功能 [1]。上拉電阻Rp是必須有的，否則I2C總線不能正常工作。筆者就曾經(jīng)有項(xiàng)目，遭受了這個(gè)上拉電阻之苦。在拍照手機(jī)剛開始流行的時(shí)候，設(shè)計(jì)Camera sensor時(shí)，基帶芯片通過I2C總線對camera sensor進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)I2C時(shí)沒加上拉電阻，而導(dǎo)致I2C總線不能正常工作，讀不到I2C設(shè)備的地址，于是Camera設(shè)備調(diào)試不通。

　　上拉電阻阻值也不是隨意而定，過大或過小，也同樣會導(dǎo)致I2C總線不能正常工作。上拉電阻Rp與電源電壓、總線電容、總線上連接設(shè)備數(shù)(輸入電流+泄露電流)有關(guān)：Rpmin是電源電壓的函數(shù)，即電源電壓越高，Rpmin值越高。Rpmax是負(fù)載電容的函數(shù)，總線電容越大，即負(fù)載越大，Rpmax越低?？偩€電容Cb限制了上拉電阻Rp的最大值，而電源電壓限制了上拉電阻Rp的最小值[2]。

　　更有甚者，筆者在設(shè)計(jì)手機(jī)電視時(shí)，還碰到多I2C設(shè)備不能同時(shí)工作的事。如圖2所示，是數(shù)字電視手機(jī)的原理框圖，手機(jī)基帶芯片通過同一個(gè)I2C總線來控制解碼芯片和音頻Codec芯片，然而調(diào)試時(shí)卻讓我們吃盡苦頭，兩個(gè)設(shè)備工作不穩(wěn)定，時(shí)而能工作，時(shí)而不能工作。當(dāng)時(shí)以為是EMC問題，電源供電噪聲等各種原因，可還是找不到原因，最后，在I2C總線進(jìn)入解碼芯片設(shè)備之前串一個(gè)500歐姆的電阻，解決了問題，工作穩(wěn)定，項(xiàng)目完成。

　　(2)耳機(jī)自動檢測電路

　　在手機(jī)、MP3，MP4等便攜式產(chǎn)品中，耳機(jī)是常用的附件，耳機(jī)的自動檢測電路是耳機(jī)電路的重要部分。典型的耳機(jī)插孔電路如圖3所示，在檢測引腳連接一個(gè)上下拉電阻，這樣即可產(chǎn)生一個(gè)信號，表示耳機(jī)是否插入插孔。當(dāng)無耳機(jī)插入的時(shí)候,檢測引腳常閉，輸出信號為“低”(經(jīng)分壓而得);當(dāng)有耳機(jī)插入的時(shí)候，檢測引腳斷開，信號為“高”。該檢測信號連接到一個(gè)微控制器端口的GPIO(或者外部中斷)。一個(gè)簡單的電阻分壓電路就實(shí)現(xiàn)了這一檢測功能。也可以通過電壓比較器的方式來檢測，但增加了器件，增加了BOM成本。