5V电平信号与3.3V电平信号转换问题及方法
61 浏览量
2021-01-20
02:33:22
上传
评论
收藏 104KB PDF 举报
5V电平信号与电平信号与3.3V电平信号转换问题及方法电平信号转换问题及方法
现在低压、低耗器件越来越多，3.3v、2.1v电平信号越来越常见。这就存在了一个电平转换问题。 当然很多
时候都不需要转化，一些器件具有较大的包容性。具体能不能包容多种电平需要查看IC手册。如果能容忍其相
异的电压，就不需要交转换单元了。 加上转换电路肯定会对通信速度、稳定性有所限制。 转化前要注
意两个地方。 1、ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 这个是保证IC安全、健康的限制参数，应用连接时
千万别超过这个范围。比如：DVDD(模拟电源)对DGND(模拟地)电压范围是 -0.3V到+6.0V ;数字I/O口电压对地
电压范围是 -0.3V到+vdd+0.3V 。 2、需不
现在低压、低耗器件越来越多，3.3v、2.1v电平信号越来越常见。这就存在了一个电平转换问题。
当然很多时候都不需要转化，一些器件具有较大的包容性。具体能不能包容多种电平需要查看IC手册。如果能容忍其相异
的电压，就不需要交转换单元了。
加上转换电路肯定会对通信速度、稳定性有所限制。
转化前要注意两个地方。
1、ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
这个是保证IC安全、健康的限制参数，应用连接时千万别超过这个范围。比如：DVDD(模拟电源)对DGND(模拟地)电压
范围是 -0.3V到+6.0V ;数字I/O口电压对地电压范围是 -0.3V到+vdd+0.3V 。
2、需不需要电平信号转换单元就看下面这个参数：
可见这个IC的数字逻辑输入低电平门限<0.7V(3.3V情况)；高电平门限>2V(3.3V情况)；当然这些参数都是限制在
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS的。
下面转入正题，看看电平转换方法。
1、较低电平转较高电平（比如3.3V转5V）：
“低”接较低电平信号；“高”接较高电平信号。
两个晶体管，保证两端信号极性一致。
2、较高电平转较低电平（比如5转3.3V）：
分析:当“高”处（+5V电平信号）输出为逻辑1，二极管截至（相当于断开），低处被上拉到约+3.3V。
当“低”处（+5V电平信号）输出为逻辑0，二极管导通，理想情况“低”处导通到0电压，实际“低”处电压是二极管导通压降
（0.7V左右，如果觉得高，可以使用肖特基二极管，肖特基二极管管压降小）。
有一些电平信号转换可以采用比较器，我以前在一个比较器手册上看过这种应用，也十分方便，就是成本有些高。
我听一些网友说，可以在不同电平信号之间串一个小电阻解决问题。我也这样试过（3.3V的cyclon2与5V的单片机通
信），好像能正常使用，不过总感觉不太安稳，呵呵。
还有其他的一些方法总结如下：
2.1 电阻分压
利用电阻分压的方法,其原理如图1所示.其成本比较低并且结构简单,可以作为一种应急的方案.但是,该电路实际的输出电压
显然要小于3.3V,并且随着负载的变化,输出电压也会产生波动.此外,这种电路的无功功耗也比较大.
2.2 直接采用电源模块
考虑到开关电源设计的复杂性,一些公司推出了基于开关电源技术的低电压输出电源模块.这些模块可靠性和效率都很高,电
磁辐射小,而且许多模块还可以实现电源隔离.这些电源模块使用方便,只需增加很少的外围元件,但是价格比较昂贵.
2.3 利用线性稳压电源转换芯片
线性稳压芯片是一种简单的电源转换芯片,基本上不需要外围元件.但是传统的线性稳压器,如LM317,要求输入电压比输出
电压高2V或者更大,否则就不能够正常工作.因此对于5V的输入,输出并不能够达到3.3V.面对低压电源的需求,许多电源芯片公司
推出了低压差线性稳压器(LDO).这种电源芯片的压差只有1.3V~0.2V,可以实现5V转3.3V的要求.LDO所需的外围器件数目少、
使用方便、成本较低、纹波小、无电磁干扰.例如,TI公司的TPS73xx系列就是TI公司为配合DSP而设计的电源转换芯片,其输出
电流可以达到500mA,且接口电路非常简单,只需接上必要的外围电阻,就可以实现电源转换.该系列分为固定电压输出的芯片和
可调电压输出的芯片,但这种芯片通常效率不是很高.
综合几种电源的优缺点,DSP系统采用LDO芯片TPS7333.此芯片是TI公司专门为3.3V低压系统设计的,它是固定输出3.3V,
资源评论
