電平轉(zhuǎn)換的幾種實現(xiàn)方式
[導讀]大家好，我是記得誠。為什么要進行電平轉(zhuǎn)換？電平轉(zhuǎn)換針對的是兩個或者兩個以上的CPU之間的通訊需要進行的一種轉(zhuǎn)換技術，兩個CPU如果供電電壓不一樣，比如一個是1.2V，另一個是3.3V，那么在電平不匹配的情況下工作，會造成信號傳輸出錯；如果二者電壓相差較大，嚴重的可能會損壞芯片。電...
大家好，我是記得誠。為什么要進行電平轉(zhuǎn)換？
電平轉(zhuǎn)換針對的是兩個或者兩個以上的CPU之間的通訊需要進行的一種轉(zhuǎn)換技術，兩個CPU如果供電電壓不一樣，比如一個是1.2V，另一個是3.3V，那么在電平不匹配的情況下工作，會造成信號傳輸出錯；如果二者電壓相差較大，嚴重的可能會損壞芯片。電平轉(zhuǎn)換電路有兩種設計方向。
一、專用的電平轉(zhuǎn)換芯片芯片廠商提供的多種多樣的電平轉(zhuǎn)換芯片為不同電壓域之間的數(shù)據(jù)通訊及控制提供了方便。如下圖 1 是一款比較常用的轉(zhuǎn)換芯片，作為一款雙電源供電的雙向電平轉(zhuǎn)換芯片，通過檢測外部端口的驅(qū)動電流來判別轉(zhuǎn)換方向，因此不需要外部的方向控制管腳來選擇控制器件轉(zhuǎn)換的方向。工程師在使用它時非常省事，軟件上也無需考慮何時應該去更改它的轉(zhuǎn)換方向。若想了解更多關于此類芯片的具體內(nèi)容，可以在各類芯片網(wǎng)站上直接搜索電平轉(zhuǎn)換芯片即可。圖1?雙電源供電的雙向電平轉(zhuǎn)換芯片二、分立元器件搭建分立器件搭建電平轉(zhuǎn)換電路的方式有很多，如下圖 2 為一款單項電平轉(zhuǎn)換的分立電路。其實現(xiàn)原理如下，左側(cè)IN為輸入，右側(cè)OUT為輸出，VDDA與VDDB分別為相互轉(zhuǎn)換的兩個不同的電壓域。當IN輸入0V時，三極管Q1導通，OUT被拉低到接近0V電平，實現(xiàn)低電平轉(zhuǎn)換；當IN輸入高電平(VDDA)時，三極管Q1截止，此時OUT被上拉至VDDB，從而實現(xiàn)高電平轉(zhuǎn)換。此電路屬于單向轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換方向為IN輸入，OUT輸出，簡單易用。
圖2 單向電平轉(zhuǎn)換電路a下面再介紹一種單向轉(zhuǎn)換的電路，如下圖 3 實現(xiàn)原理如下：當輸入IN為低電平時，三極管Q1關斷，三極管Q2導通，輸出OUT被拉低，從而實現(xiàn)低電平轉(zhuǎn)換；當輸入IN為高電平(VDDA)時，三極管Q1導通，從而三極管Q2被拉低關斷，從而輸出OUT被R4拉高到VDDB，從而實現(xiàn)高電平轉(zhuǎn)換。此電路只能實現(xiàn)左側(cè)IN輸入，右側(cè)OUT輸出，不能反向轉(zhuǎn)換。圖3 單向電平轉(zhuǎn)換電路b最后再介紹一種雙向轉(zhuǎn)換的電路，此電路比較常用，相信很多同行見到過。
圖4 雙向電平轉(zhuǎn)換電路如上圖 4 所示是常用的分立器件搭的電平轉(zhuǎn)換電路，具體工作過程如下：1、當Net1輸出高電平時，MOS管Q1的Vgs=0，MOS管關閉，Net2被電阻R2上拉到5V；2、當Net1輸出低電平時，MOS管Q1的Vgs=3.3V，大于導通電壓閾值，MOS管導通，Net2通過MOS管被拉低到低電平；3、當Net2輸出高電平時，MOS管Q1的Vgs不變，MOS管維持關閉狀態(tài)，Net1被電阻R1上拉到3.3V；4、當Net2輸出低電平時，MOS管Q1不導通，MOS管先經(jīng)過體二極管把Net1拉低到低電平，此時Vgs≈3.3V，MOS管導通，進一步拉低Net的電壓；最后，關于電平轉(zhuǎn)換這部分內(nèi)容就先講這么多，當然這只是電平轉(zhuǎn)換相關的冰山一角，電路設計中任何一塊拎出來都夠講好久，這也正是電子電路吸引我的地方。平時不妨抽出時間對知識進行一個小小的整理，一來歸納，二來下次遇到的時候方便使用，節(jié)約時間。各位同仁有更好的想法可以評論區(qū)留言。
電平轉(zhuǎn)換針對的是兩個或者兩個以上的CPU之間的通訊需要進行的一種轉(zhuǎn)換技術，兩個CPU如果供電電壓不一樣，比如一個是1.2V，另一個是3.3V，那么在電平不匹配的情況下工作，會造成信號傳輸出錯；如果二者電壓相差較大，嚴重的可能會損壞芯片。電平轉(zhuǎn)換電路有兩種設計方向。
一、專用的電平轉(zhuǎn)換芯片芯片廠商提供的多種多樣的電平轉(zhuǎn)換芯片為不同電壓域之間的數(shù)據(jù)通訊及控制提供了方便。如下圖 1 是一款比較常用的轉(zhuǎn)換芯片，作為一款雙電源供電的雙向電平轉(zhuǎn)換芯片，通過檢測外部端口的驅(qū)動電流來判別轉(zhuǎn)換方向，因此不需要外部的方向控制管腳來選擇控制器件轉(zhuǎn)換的方向。工程師在使用它時非常省事，軟件上也無需考慮何時應該去更改它的轉(zhuǎn)換方向。若想了解更多關于此類芯片的具體內(nèi)容，可以在各類芯片網(wǎng)站上直接搜索電平轉(zhuǎn)換芯片即可。圖1?雙電源供電的雙向電平轉(zhuǎn)換芯片二、分立元器件搭建分立器件搭建電平轉(zhuǎn)換電路的方式有很多，如下圖 2 為一款單項電平轉(zhuǎn)換的分立電路。其實現(xiàn)原理如下，左側(cè)IN為輸入，右側(cè)OUT為輸出，VDDA與VDDB分別為相互轉(zhuǎn)換的兩個不同的電壓域。當IN輸入0V時，三極管Q1導通，OUT被拉低到接近0V電平，實現(xiàn)低電平轉(zhuǎn)換；當IN輸入高電平(VDDA)時，三極管Q1截止，此時OUT被上拉至VDDB，從而實現(xiàn)高電平轉(zhuǎn)換。此電路屬于單向轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換方向為IN輸入，OUT輸出，簡單易用。
圖2 單向電平轉(zhuǎn)換電路a下面再介紹一種單向轉(zhuǎn)換的電路，如下圖 3 實現(xiàn)原理如下：當輸入IN為低電平時，三極管Q1關斷，三極管Q2導通，輸出OUT被拉低，從而實現(xiàn)低電平轉(zhuǎn)換；當輸入IN為高電平(VDDA)時，三極管Q1導通，從而三極管Q2被拉低關斷，從而輸出OUT被R4拉高到VDDB，從而實現(xiàn)高電平轉(zhuǎn)換。此電路只能實現(xiàn)左側(cè)IN輸入，右側(cè)OUT輸出，不能反向轉(zhuǎn)換。圖3 單向電平轉(zhuǎn)換電路b最后再介紹一種雙向轉(zhuǎn)換的電路，此電路比較常用，相信很多同行見到過。
圖4 雙向電平轉(zhuǎn)換電路如上圖 4 所示是常用的分立器件搭的電平轉(zhuǎn)換電路，具體工作過程如下：1、當Net1輸出高電平時，MOS管Q1的Vgs=0，MOS管關閉，Net2被電阻R2上拉到5V；2、當Net1輸出低電平時，MOS管Q1的Vgs=3.3V，大于導通電壓閾值，MOS管導通，Net2通過MOS管被拉低到低電平；3、當Net2輸出高電平時，MOS管Q1的Vgs不變，MOS管維持關閉狀態(tài)，Net1被電阻R1上拉到3.3V；4、當Net2輸出低電平時，MOS管Q1不導通，MOS管先經(jīng)過體二極管把Net1拉低到低電平，此時Vgs≈3.3V，MOS管導通，進一步拉低Net的電壓；最后，關于電平轉(zhuǎn)換這部分內(nèi)容就先講這么多，當然這只是電平轉(zhuǎn)換相關的冰山一角，電路設計中任何一塊拎出來都夠講好久，這也正是電子電路吸引我的地方。平時不妨抽出時間對知識進行一個小小的整理，一來歸納，二來下次遇到的時候方便使用，節(jié)約時間。各位同仁有更好的想法可以評論區(qū)留言。
下載文檔
