Переключатель уровня

В цифровой электронике преобразователь уровня , также называемый преобразователем уровня или преобразователем логического уровня или преобразователем уровня напряжения , представляет собой схему, используемую для перевода сигналов с одного логического уровня или области напряжения в другой, обеспечивая совместимость между интегральными схемами с различными требованиями к напряжению, такими как как ТТЛ и КМОП . Современные системы используют преобразователи уровня для соединения доменов между процессорами, логикой, датчиками и другими схемами. В последние годы тремя наиболее распространенными логическими уровнями были 1,8 В, 3,3 В и 5 В, хотя также используются уровни выше и ниже этих напряжений.

Типы переключателей уровня

Однонаправленный — все входные контакты предназначены для одной области напряжения, все выходные контакты — для другой.

Двунаправленный с выделенными портами. Каждая область напряжения имеет как входные, так и выходные контакты, но направление данных на выводе не меняется.

Двунаправленный с внешним указателем направления. При изменении внешнего сигнала входы становятся выходами и наоборот.

Двунаправленное, с автоматическим определением. Пара охватывающих доменов напряжения ввода-вывода может действовать как входы или выходы в зависимости от внешнего воздействия без необходимости использования специального контакта управления направлением.

Аппаратная реализация

ИС переключателя уровня с фиксированными функциями. Эти микросхемы обеспечивают несколько различных типов сдвига уровня в устройствах с фиксированными функциями. Часто объединенные в 2-битные, 4-битные или 8-битные конфигурации сдвига уровня, предлагаемые с различными диапазонами VDD1 и VDD2, эти устройства преобразуют логические уровни без какой-либо дополнительной встроенной логики или регулировки времени.

Конфигурируемые ИС смешанных сигналов (CMIC). Схема сдвига уровня также может быть реализована в CMIC. Программируемый характер CMIC позволяет разработчикам реализовать полностью настраиваемые преобразователи уровня с дополнительной возможностью интеграции настраиваемой логики или регулировки времени в одном устройстве.

Микросхемы управления питанием реализуют преобразователи уровня с использованием дифференциальной сигнализации . Дифференциальная пара управляет током в одном из двух плеч, который затем приводит в действие защелку в другой области напряжения, и уровень напряжения сдвигается.

Применение переключателей уровня

Поскольку преобразователи уровня используются для устранения несовместимости напряжений между различными частями системы, они также имеют широкий спектр применения. Шифтеры уровня широко используются в интерфейсах устаревших устройств, а также в SD-картах, SIM-картах, CF-картах, аудиокодеках и UART.

Сдвигатели уровня также широко используются в схемах драйверов затворов, используемых в ИС управления питанием. В этих приложениях преобразователь уровня преобразует логический сигнал управления в высокое напряжение, используемое в управлении силовыми МОП-транзисторами.

См. также

• Линейный уровень

Внешние ссылки

• Руководство по преобразованию уровней напряжения , Texas Instruments.

Примеры микросхем из трех разных семейств логических систем

• 74AXC1T45 , 1-битный двунаправленный с контролем направления, двойное питание 0,65–3,6 В, преобразованное в 0,65–3,6 В, доступно только в корпусах SMD. Также существуют 4-битные 74AXC4T245 и 8-битные 74AXC8T245.
• 74LVC1T45 , 1-битный двунаправленный с контролем направления, двойное питание 1,65–5,5 В, преобразованное в 1,65–5,5 В, доступно только в корпусах SMD. Также существуют 2-битный 74LVC2T45 и 8-битный 74LVC8T245.
• 4504B , 6-битный однонаправленный, с двойным питанием: 5 В TTL или 5–18 В CMOS, преобразованный в 5–18 В CMOS, доступен в корпусах DIP или SMD.