2线总线上升时间加速电路

　　2 电路描述

　　在某些2线总线应用中，选择适当的上拉电阻即可提供足够快的上升时间，并在可接受的功耗下获得良好的噪声抑制。但是，对于总线电容较高的大型系统或者是功率受限的便携系统，可能需要有源电路为漏极开路信号提供更短的上升时间。
图1给出了利用MAX3373设计的上升时间加速电路，有助于提高噪声抑制并保持最底功耗。这里利用了MAX3373低压电平转换器的上升时间加速功能，而非电平转换功能。当MAX3373检测到某个I／0引脚的电压升高时，将在短时间内打开内部强上拉电路(pFET管)，快速对总线寄生电容充电。经过很短的时间，加速电路关闭，仅由内部10 kΩ上拉电阻保持逻辑高电平。

　　3 性能评估

　　图2所示的电路用于测试MAX3373作为上升时间加速器的性能，其中，分立漏极开路FET同时驱动两个独立线路。通道1由MAX3373加速，通道2简单地由上拉电阻和寄生电容端连接(两条线路具有相同电容C)。MAX3373的等效上拉电阻仅为5 kΩ，其输入端和输出端(I／O VCC和I／O VL引脚)包含10 kΩ内部上拉电阻。图3和图4所示分别给出110 pF电容和I2C总线最大允许电容400 pF时的结果。注意图中时间刻度不同。

　　通过测试2线总线的常用时钟速率100 kHz和400 kHz，可以看出MAX3373所具备的优势。100 kHz时钟对应周期为10μs，而高电平仅仅为5μs。这样，110 pF电容和5 kΩ上拉电阻的上升时问约1．25μs，仅占周期的12％。在这种条件下，不需要加速上升时间就能得到所期望的指标。

　　寄生电容为400 pF时，上升时间约4μs，占空比40％，这些对于多数100 kHz系统是不可接受的。在400 pF系统中使片MAX3373，上升到最大值为90％的时间可以达到500 ns，仅仅为lOμs周期的5％。
对于400 kHz总线，其周期为2．5μs，高电平为1．25μs，上述条件中的5 kΩ电阻和110 pF电容可提供1．25μs的上升时间，占空比为50％，通常无法接受这样的上升时间；将电容加大至400 pF，上升时间将达到5μs，即时钟周期的2倍，这对于系统来说完全不可接受。使用MAX3373电路，在110 pF负载电容下上升到最大值90％的时间约为250 ns，仅为2．5μs周期的10％；400 pF负载电容下，上升时间仅为500 ns，占空比为20％。

　　4 结束语

　　使用MAX3373作为上升时间加速器是解决2线总线上升时间与时钟问题的方法之一。在某些情况下，一般可以简单地通过降低上拉电阻来加速上升时间，而且MAX3373提供了一种简单的加速上升时间的方法，有助于提高噪声抑制，并使功耗最低。