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电平转换芯片的2点疑问:TXB0104输出信号的高电平拉高后从3.3V掉到1.56V,低电平拉不低

37分钟前浏览0
大家好,我是EE小新。

TXB0104芯片在高速电路的应用中非常常见,今天继续分享TI论坛中的1个案例。

TXB0104同相转换器使用两个独立的可配置电源轨,A端口旨在跟踪 VCCA,VCCA 电源电压为 1.2V 至 3.6V。B端口旨在跟踪VCCB,VCCB 电源电压为 1.65V 至 5.5V。因此可在 1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、 3.3V 和 5V 电压节点之间进行通用的低电压双向转换。

VCCA不可超过VCCB。 

当OE输入为低电平时,所有输出均处于高阻抗状态。 为确保在上电或断电期间器件处于高阻抗状态,必须通过一个下拉电阻器将OE连接至GND。该电阻器的最小值由驱动器的电流拉取能力决定。

手册推荐应用电路:


应用电路不建议使用外部上拉或下拉电阻。如果必须使用,建议此值必须大于 50kΩ。



手册波形图:



案例问题描述:



1、信号从1V8到3V3。其中一个channel加了3v3上拉10K电阻。


2、测量B和C点的电压波形发现:


  • 电压无法拉低--原因已经清楚,由于4.5K和上拉10K分压导致。

  • 波形中红框部分C点的电压无法拉高,可以看到此时B点的电压是拉高的,但是B点的电压有点毛刺


疑问点:


针对下面测量波形,红框标记的位置



1、为什么B点电压拉高到1V8的时候,C点电压会被拉到1V5,而不是3V3(目前怀疑是跟反相器过流保护相关)

2、为什么B点的电压出现很多杂波脉冲(怀疑跟内部的one shot有关系)


TI工程师回答:


上拉电阻的问题,阻值10k太小



网友追问上方2点疑问:


针对波形中红框标记的位置

1、为什么B点电压拉高到1V8的时候,C点电压会被拉到1V5,而不是3V3(目前怀疑是跟反相器过流保护相关)

2、为什么B点的电压出现很多杂波脉冲(怀疑跟内部的one shot有关系)


TI工程师回答:


最好保持输出负载尽量少(目前所有外接在 I/O 的 RC 元件都需移除)。



输入噪声问题,可能与Layout 有关


同时也给出了几个参考文档:


1. https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1793101882493_4e1jd3.pdf

2. https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1793101881910_td0q8k.pdf

3. https://e2e.ti.com/support/logic-group/logic/f/logic-forum/763609/faq-what-happens-when-i-connect-a-logic-device-s-output-to-a-50-ohm-transmission-line


大家可以访问上方链接查看。


几个重要的点小新觉得可以了解一下:


1. TXB010X内部结构



2. 上升沿和下降沿电路和DC路径



3. 关于容性负载:TXB 系列电平转换器设计可正常驱动最高70pF的容性负载。 如果容性负载大于70pF,单稳态电路(O.S. one-shot)会在10ns后超时关断,此时输出电压还未被完全拉至高电平或低电平。在此之后,输出电平将依靠由4kΩ缓冲器、负载电阻与容性负载共同决定的RC时间常数,继续上升或下降。


为保证可靠工作,系统设计人员应将TXB型器件的容性负载控制在70pF及以内。 无外部负载时,单稳态电路的导通时长约4.5ns。 单稳态的持续时间与输出电压电平相关:单稳态电路关断时对应的输出高电平约为满幅电压的95%;而单稳态电路关断时对应的输出低电平约为满幅电压的5%。


4. 关于高速传输的阻抗匹配问题:

可以看到第3个链接的最后,有些人认为最好的解决方案是阻抗匹配信号。虽然这能消除反射,但也会带来新的问题。这是一个(接近)完美匹配的阻抗输出波形:



输出3.3V信号,输入匹配50 Ω,Z_0=50 Ω,负载50 Ω。


信号看起来很棒,但你要注意输出电压只有输入电压的一半左右,这也是我们预期的(50 Ω输入,50 Ω负载......Vout = Vcc * 50/(50 + 50) = V_CC/2)。这在逻辑电路中通常是个坏现象。


我所知道的最佳方案是在输入端使用阻尼电阻,尽可能使输入与传输线匹配,如图所示:



可能仅仅凭借网友的描述,并不能完全解决问题,但是尝试推荐的这些方法和使用正确的推荐电路,TXB0104的设计应该不是什么难事。

声明:


 
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来源:EEDesign
电源电路通用电子芯片UM控制
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首次发布时间:2026-10-27
最近编辑:37分钟前
EE小新
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