Расчёт подтягивающего резистора (I²C и открытый сток)

Как пользоваться

1. Введите напряжение питания VDD и максимальное напряжение низкого уровня VOL самого слабого устройства на шине.
2. Введите ток стока IOL, который это устройство гарантирует при VOL.
3. Введите максимальное время нарастания и полную ёмкость шины (выводы, дорожки, кабель).
4. При желании введите выбранный резистор в кОм, чтобы его проверить.

Формулы

• Минимум: R_min = (VDD − VOL) / IOL.
• Максимум: R_max = tr / (0,8473 × Cb), где 0,8473 = ln(0,7 / 0,3) — время нарастания RC-фронта от 30 % до 70 % VDD в единицах RC.
• С вашим резистором: ток стока (VDD − VOL) / R, время нарастания 0,8473 × R × Cb, постоянная времени R × Cb.

Если R_min больше R_max, ни один резистор не выполнит оба условия: укоротите шину, уберите устройства, выберите более медленный режим, активную подтяжку или буфер шины.

Пример расчёта

Шина 3,3 В в режиме Fast-mode, VOL = 0,4 В, IOL = 3 мА, tr = 300 нс, Cb = 100 пФ:

• R_min = 2,9 ÷ 0,003 = 967 Ом;
• R_max = 300 × 10⁻⁹ ÷ (0,8473 × 100 × 10⁻¹²) = 3 541 Ом.

Резистор 2,2 кОм в диапазоне: при низком уровне через него течёт 1,318 мА, фронт нарастает за 186,4 нс.

Советы и частые ошибки

• Одна пара на шину. На модулях часто стоят свои подтяжки; несколько параллельно могут дать меньше R_min.
• Измерьте ёмкость длинной шины: кабель добавляет десятки пФ на метр.
• Меньше — быстрее, но дороже по току. Для экономии берите ближе к R_max, для скорости — ближе к R_min.