Низковольтный транслятор напряжения 1.8 В в 5 В

Сопряжение двух систем, работающих при двух произвольных напряжениях, является сложной задачей; нет никакой гарантии, что одна сторона работает при напряжении более высоком, чем другая. Обычно интерфейс представляет собой схему с открытыми коллекторами или открытыми стоками, в которой всего два транзистора соединены встречно-параллельно (Рисунок 1а). VX – это наименьшее из двух рабочих напряжений. Если известно, на какой стороне рабочее напряжение ниже, конструкция интерфейса проста. На какой бы стороне рабочее напряжение не было более низким, схема должна сделать это напряжение доступным. Такую схему можно сделать на основе диодов, без использования операционного усилителя (Рисунок 1б). Для большинства приложений хорошо подходит диод 1N4148. Если необходимо работать с более высокими токами, можно использовать 1N4001. Если более низкое рабочее напряжение составляет порядка 1 В, D3 должен быть диодом Шоттки, таким как 1N5817 или MMBD701, а D1 и D2 могут быть обычными диодами с p-n переходом.

LED-драйверы MEAN WELL – выбор больше, стоимость ниже

В качестве интерфейса между двумя системами, работающими при двух произвольных напряжениях, обычно используется схема с открытыми коллекторами или открытыми стоками (а). Схема на основе диода (б) может определять более низкое рабочее напряжение.
Рисунок 1. В качестве интерфейса между двумя системами, работающими
при двух произвольных напряжениях, обычно используется схема
с открытыми коллекторами или открытыми стоками (а). Схема
на основе диода (б) может определять более низкое рабочее
напряжение.

Когда требуется однонаправленное преобразование уровня, можно использовать половину схемы с открытым коллектором, что эквивалентно простому вентилю ТТЛ. Эта схема несложня и имеет высокое быстродействие (Рисунок 2а). На реальной печатной плате при управлении одной стандартной нагрузкой, имеющей общую емкость примерно от 10 до 20 пФ, наблюдаемые на осциллографе времена нарастания и спада малы. Характеристики схемы лучше, чем у традиционного биполярного инвертора, для облегчения выключения которого требуется компенсирующий конденсатор. (Замена биполярного транзистора на MOSFET обогащенного типа позволяет исключить конденсатор, но приводит к увеличению времени нарастания и спада и увеличению задержки). В этой похожей на ТТЛ схеме используются только подтягивающие резисторы, что может дополнительно сэкономить место на печатной плате, позволяя использовать несколько подтягивающих резисторов, объединенных в одной сборке.

При переходе от высокого логического уровня к низкому задержка обусловлена только временем включения транзистора. При переходе от низкого уровня к высокому RC-эффекты не проявляются до тех пор, пока выходное напряжение не поднимется до уровня примерно на 0.5 В более низкого, чем наименьшее напряжение питания VX (Рисунок 2б). До этого момента выходное напряжение отслеживает входное, за вычетом напряжения насыщения транзистора, что аналогично каскодному усилителю. Эффект выключения насыщенного транзистора не проявляется, за исключением случаев трансляции напряжений ниже 1 В в уровень 5 В.

В качестве интерфейса между двумя системами, работающими при двух произвольных напряжениях, обычно используется схема с открытыми коллекторами или открытыми стоками (а). Схема на основе диода (б) может определять более низкое рабочее напряжение.
Рисунок 2. Для однонаправленного преобразования уровня требуется половина схемы с открытым
коллектором (а). При переходе от низкого уровня к высокому RC-эффекты не проявляются
до тех пор, пока выходное напряжение не поднимется до уровня примерно на 0.5 В более
низкого, чем наименьшее напряжение питания (б). Схема также пригодна для преобразования
высокого напряжения в низкое (VB < VA), а подтягивающий резистор можно заменить
активным элементом (в).

Похожая на логический элемент ТТЛ схема на Рисунке 2а также хорошо работает в преобразователе высокого напряжения в низкое (VB < VA). При переходе от высокого логического уровня к низкому задержка обусловлена лишь временем включения транзистора. Для увеличения нагрузочной способности подтягивающий резистор можно заменить активным транзистором (Рисунок 2в). Необходимо обратить внимание на пробивное напряжение база-эмиттер, которое не должно быть превышено, так как это приведет к преждевременному выходу транзистора из строя. Для большинства малосигнальных транзисторов типичное значение пробивного напряжения составляет от 4 до 5 В. Поэтому следует соблюдать осторожность при трансляции 12 В в более низкое напряжение 5 В, например, сигналов аналоговых схем КМОП в уровни 5-вольтовой логики.

При управлении буфером 74AC541 лучший из испытанных в лаборатории трансляторов уровня 1 В в 5 В, в котором использовались три четверти транзисторной сборки MPQ2369, обеспечивает типовую симметричную задержку 6 нс.
Рисунок 3. При управлении буфером 74AC541 лучший из испытанных в лаборатории
трансляторов уровня 1 В в 5 В, в котором использовались три четверти
транзисторной сборки MPQ2369, обеспечивает типовую симметричную
задержку 6 нс.

Для лучшего быстродействия схемы можно использовать импульсные транзисторы от MPS2369A до MPS3646. Для малопотребляющих приложений можно использовать 2N3904 или BC547. Если необходима активная подтяжка, резистор можно заменить транзистором 2N5458. При управлении буфером 74AC541 лучший из испытанных в лаборатории трансляторов уровня 1 В в 5 В, в котором использовались три четверти транзисторной сборки MPQ2369, обеспечивает типовую симметричную задержку 6 нс (Рисунок 3).

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 1060
сейчас смотрят 88
представлено поставщиков 1573
загружено
позиций
25 067 862