“小”器件 “大”功用

　　電阻和電容這兩種電子器件，是電子線(xiàn)路中最基本的元器件，算是“小器件”。從我們開(kāi)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(jué)得它們太簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么值得研究、深入探討的。在實(shí)際項目中，這些器件經(jīng)常是硬件電路調試的關(guān)鍵，解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。而且他們有很多巧妙運用，在工作中如果能關(guān)注這幾個(gè)器件，有時(shí)會(huì )事半功倍。

　　在實(shí)際的項目中遇到的一些問(wèn)題，往往是因為這些小器件出現了問(wèn)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(guò)對這些器件的運用解決問(wèn)題，進(jìn)行描述，說(shuō)明小器件也有大作用。筆者就在過(guò)去的硬件調試過(guò)程中遇到很多問(wèn)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)際項目中的應用舉例

　　(1)I2C電路中的電阻

　　圖1是I2C設備與I2C總線(xiàn)的連接圖，串行數據SDA和串行時(shí)鐘SCL線(xiàn)都是雙向信號線(xiàn)路，通過(guò)上拉電阻Rp連接到正的電源電壓+VDD，當I2C總線(xiàn)空閑時(shí)這兩條線(xiàn)路都是高電平。連接到總線(xiàn)的器件輸出級必須是漏極開(kāi)路(OD)或集電極開(kāi)路(OC)才能實(shí)現線(xiàn)與(wired-AND )功能 [1]。上拉電阻Rp是必須有的，否則I2C總線(xiàn)不能正常工作。筆者就曾經(jīng)有項目，遭受了這個(gè)上拉電阻之苦。在拍照手機剛開(kāi)始流行的時(shí)候，設計Camera sensor時(shí)，基帶芯片通過(guò)I2C總線(xiàn)對camera sensor進(jìn)行控制，設計I2C時(shí)沒(méi)加上拉電阻，而導致I2C總線(xiàn)不能正常工作，讀不到I2C設備的地址，于是Camera設備調試不通。

　　上拉電阻阻值也不是隨意而定，過(guò)大或過(guò)小，也同樣會(huì )導致I2C總線(xiàn)不能正常工作。上拉電阻Rp與電源電壓、總線(xiàn)電容、總線(xiàn)上連接設備數(輸入電流+泄露電流)有關(guān)：Rpmin是電源電壓的函數，即電源電壓越高，Rpmin值越高。Rpmax是負載電容的函數，總線(xiàn)電容越大，即負載越大，Rpmax越低?？偩€(xiàn)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，筆者在設計手機電視時(shí)，還碰到多I2C設備不能同時(shí)工作的事。如圖2所示，是數字電視手機的原理框圖，手機基帶芯片通過(guò)同一個(gè)I2C總線(xiàn)來(lái)控制解碼芯片和音頻Codec芯片，然而調試時(shí)卻讓我們吃盡苦頭，兩個(gè)設備工作不穩定，時(shí)而能工作，時(shí)而不能工作。當時(shí)以為是EMC問(wèn)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(xiàn)進(jìn)入解碼芯片設備之前串一個(gè)500歐姆的電阻，解決了問(wèn)題，工作穩定，項目完成。

　　(2)耳機自動(dòng)檢測電路

　　在手機、MP3，MP4等便攜式產(chǎn)品中，耳機是常用的附件，耳機的自動(dòng)檢測電路是耳機電路的重要部分。典型的耳機插孔電路如圖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，表示耳機是否插入插孔。當無(wú)耳機插入的時(shí)候,檢測引腳常閉，輸出信號為“低”(經(jīng)分壓而得);當有耳機插入的時(shí)候，檢測引腳斷開(kāi)，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(jiǎn)單的電阻分壓電路就實(shí)現了這一檢測功能。也可以通過(guò)電壓比較器的方式來(lái)檢測，但增加了器件，增加了BOM成本。