什么是電平轉(zhuǎn)換？電平轉(zhuǎn)換電路舉例

一、什么是電平轉(zhuǎn)換

比如兩個(gè)芯片之間的供電電壓不一樣，一個(gè)是5V，另一個(gè)是3.3V，那么在兩者之間進(jìn)行通訊建立連接關(guān)系時(shí)，就需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

以TTL 5V和CMOS 3.3V為例，他們的高低電平范圍不一樣，如果不進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，邏輯則是混亂的。

二、電平轉(zhuǎn)換電路舉例

2.1、單向電平轉(zhuǎn)換電路

上面數(shù)據(jù)傳輸方向是從右到左，即TXD-2傳到RXD-1 ①當(dāng)TXD-2為低電平時(shí)，D1導(dǎo)通，RXD-1被拉低；

②當(dāng)TXD-2為高電平5V時(shí)，D1截止，RXD-1被拉高到3.3V高電平；

下面數(shù)據(jù)傳輸方向是從左到右，即TXD-1傳到RXD-2 ③當(dāng)TXD-1為低電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，RXD-2被拉低；

④當(dāng)TXD-1為高電平3.3V時(shí)，Q1截止，RXD-2被拉高到5V高電平。

2.2、雙向電平轉(zhuǎn)換電路

①當(dāng)DAT1為高電平3.3V時(shí)，Q2截止，DAT2被上拉到5V高電平；

②當(dāng)DAT1為低電平時(shí)，Q2導(dǎo)通，DAT2被拉低；

③當(dāng)DAT2為高電平5V時(shí)，Q2不通，DAT1被上拉到3.3V高電平；

④當(dāng)DAT2為低電平時(shí)，MOS管里的體二極管把DAT1拉低到低電平，此時(shí)Vgs約等于3.3V，Q2導(dǎo)通，進(jìn)一步拉低了DA1的電壓。

三、注意事項(xiàng)

①上拉電阻的取值

上拉就是要把VCC的電壓上拉給I/O口使用，同時(shí)起到限流的作用。一般取值為10K、5.1K、4.7K。 阻值越小，可以提供更大的電流驅(qū)動(dòng)能力，速率越高，但功耗也越高。在滿足電路性能的前提下，用阻值更大的電阻，功耗更低。

②MOS選型

Vgs(th)閾值電壓。MOS管Vgs電壓過(guò)高會(huì)導(dǎo)致MOS管燒壞，過(guò)低也會(huì)導(dǎo)致MOS管打不開。實(shí)際使用時(shí)為保證完全導(dǎo)通，設(shè)計(jì)上要多預(yù)留余量。

小結(jié)：

01

二極管、三極管和MOS管組成的電平轉(zhuǎn)換電路，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是要求使用在信號(hào)頻率較低的條件下。選型時(shí)，盡量選用結(jié)電容小、開關(guān)速率高的管子。

02

集成IC組成的電平轉(zhuǎn)換電路，優(yōu)點(diǎn)是速率高，通常可以用在幾十MHz信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換中。缺點(diǎn)是成本較高。在成本控制嚴(yán)格的產(chǎn)品中綜合考慮性能與價(jià)格進(jìn)行選型。

審核編輯：劉清