“小”器件 “大”功用

　　电阻和电容这两种电子器件，是电子线路中最基本的元器件，算是“小器件”。从我们开始接触电子学时，这两种元器件就是最经常遇到的。很多工程师可能“看不起”它们，觉得它们太简单，没有什么值得研究、深入探讨的。在实际项目中，这些器件经常是硬件电路调试的关键，解决问题的关键所在。而且他们有很多巧妙运用，在工作中如果能关注这几个器件，有时会事半功倍。

　　在实际的项目中遇到的一些问题，往往是因为这些小器件出现了问题，工程师忽略了。要么多了，要么少了;要么值大了，要么值小了。通过对这些器件的运用解决问题，进行描述，说明小器件也有大作用。笔者就在过去的硬件调试过程中遇到很多问题，都是在这些“小器件”上找到原因，得到解决。本文就略举几例，与大家分享。

　　电阻在实际项目中的应用举例

　　(1)I2C电路中的电阻

　　图1是I2C设备与I2C总线的连接图，串行数据SDA和串行时钟SCL线都是双向信号线路，通过上拉电阻Rp连接到正的电源电压+VDD，当I2C总线空闲时这两条线路都是高电平。连接到总线的器件输出级必须是漏极开路(OD)或集电极开路(OC)才能实现线与(wired-AND )功能 [1]。上拉电阻Rp是必须有的，否则I2C总线不能正常工作。笔者就曾经有项目，遭受了这个上拉电阻之苦。在拍照手机刚开始流行的时候，设计Camera sensor时，基带芯片通过I2C总线对camera sensor进行控制，设计I2C时没加上拉电阻，而导致I2C总线不能正常工作，读不到I2C设备的地址，于是Camera设备调试不通。

　　上拉电阻阻值也不是随意而定，过大或过小，也同样会导致I2C总线不能正常工作。上拉电阻Rp与电源电压、总线电容、总线上连接设备数(输入电流+泄露电流)有关：Rpmin是电源电压的函数，即电源电压越高，Rpmin值越高。Rpmax是负载电容的函数，总线电容越大，即负载越大，Rpmax越低。总线电容Cb限制了上拉电阻Rp的最大值，而电源电压限制了上拉电阻Rp的最小值[2]。

　　更有甚者，笔者在设计手机电视时，还碰到多I2C设备不能同时工作的事。如图2所示，是数字电视手机的原理框图，手机基带芯片通过同一个I2C总线来控制解码芯片和音频Codec芯片，然而调试时却让我们吃尽苦头，两个设备工作不稳定，时而能工作，时而不能工作。当时以为是EMC问题，电源供电噪声等各种原因，可还是找不到原因，最后，在I2C总线进入解码芯片设备之前串一个500欧姆的电阻，解决了问题，工作稳定，项目完成。

　　(2)耳机自动检测电路

　　在手机、MP3，MP4等便携式产品中，耳机是常用的附件，耳机的自动检测电路是耳机电路的重要部分。典型的耳机插孔电路如图3所示，在检测引脚连接一个上下拉电阻，这样即可产生一个信号，表示耳机是否插入插孔。当无耳机插入的时候,检测引脚常闭，输出信号为“低”(经分压而得);当有耳机插入的时候，检测引脚断开，信号为“高”。该检测信号连接到一个微控制器端口的GPIO(或者外部中断)。一个简单的电阻分压电路就实现了这一检测功能。也可以通过电压比较器的方式来检测，但增加了器件，增加了BOM成本。