常用通讯电平转换电路整理

Posted 2022-12-15 perseverance52

常用通讯电平转换电路整理

---

🌼5V转3.3V

📝当5V端信号为低电平时，R4不导通，Q5基极高电平，Q5导通，Q5的集电极被拉低，3.3V端被拉低。R6在Q5导通时起到限流作用。

• 🍁优势：

• 1. 便宜：三极管容易常见并且容易采购，价格低廉（批量几分钱一个）。
• 2. 驱动能力强：驱动能力取决于三极管，可以做到数十mA；

• 🔰劣势：

• 1. 速度：两级三极管属于电流驱动型，加上电路和寄生电容，转换后的波形不是十分理想。一般只能用于100K以内的信号转换。
• 2. 器件多：同相转换需要2个三极管以及配套的电阻，多路转换时占用空间较多。

🌻3.3V到5V

🌷5V <—>3.3V双向

• 🌿5V单片机RXD端有一定的使用局限性，高电平是3.18V左右，要看具体看单片机是否能识别为高电平。
  
• ✨带有局限性

📑R20和R21构成分压，下图中V=5*2K/（1K+2K）=2.8V。5V_MCU_TXD由于在发送端，3.3V在左边的接收范围内，所以不需要分压，只需要增加一个电阻限流。

• 🍁优势：

1. 便宜：便宜是最大的优点，2个电阻一分钱不到；
2. 容易实现：电阻采购容易，占用面积小。

• ⚡劣势：

1. 速度：分压法为了降低功耗，使用K级别以上的电阻，加上电路和器件的分布和寄生电容，速率很难上去，一般只能应用于100K以内的频率。
2. 驱动能力：由于使用了大阻值的电阻，驱动能力被严格控制，并不适合需要高驱动能力的场合，例如LED灯等
3. 漏电：漏电是该方案最大的缺点，由于通过电阻直连，左右两端的电压会流动，从而互相影响。例如，RS232接口采用该方案，上电瞬间外设就给主芯片提供2.8V的电平，轻则影响时序导致主芯片无法启动，重则导致主芯片闩锁效应，烧毁芯片。

🌴4位双向电压电平转换器:TXS0104EPWR

TXS0104EPWR是一款4位双向电压电平转换器，适用于漏极开路和推挽应用。该同相转换器使用两个独立的可配置电源轨。A端口旨在跟踪VCCA，并接受1.65至3.6V的任何电源电压。VCCA必须小于或等于VCCB。B端口旨在跟踪VCCB，并接受2.3至5.5V的任何电源电压。这允许在1.2、1.5、1.8、2.5、3.3和5V电压节点中的任何一个之间进行通用的低压双向转换。当输出使能（OE）输入为低电平时，所有输出均置于高阻抗状态。TXS0104E的设计使OE输入电路由VCCA提供。为确保上电或掉电期间的高阻抗状态，OE应通过下拉电阻连接至GND。

• 无需方向控制信号
• 最大数据速率（24Mbps（推拉），2Mbps（开漏））

⛳带方向控制SN74LVC1T45DBVT

• 真值表和逻辑功能图
  

• SN74LVC1T45 的特性:

• ESD 保护性能超过 JESD 22 规范要求
  2000V 人体放电模型 (A114-A)
  200V 机器放电模型 (A115-A)
  1000V 带电器件模型 (C101)
  采用德州仪器 (TI) NanoFree™ 封装
  完全可配置的双轨设计，支持各个端口在 1.65V 至 5.5V 的整个电源电压范围内运行
  VCC 隔离特性 – 如果任何一个 VCC 输入接地 (GND)，则两个端口均处于高阻抗状态
  以 VCCA 为基准的 DIR 输入电路
  低功耗，ICC 最大值为 4µA
  电压为 3.3V 时，输出驱动为 ±24mA
  Ioff 支持局部断电模式运行
  最大数据速率
  420Mbps（3.3V 至 5V 转换）
  210Mbps（转换至 3.3 V）
  140Mbps（转换至 2.5 V）
  75Mbps（转换至 1.8 V）
  闩锁性能超过 100mA，符合 JESD 78 II 类规范

• SN74LVC1T45 的说明

这款 1 位同相总线收发器使用两个独立的可配置电源轨。A 端口旨在跟踪 VCCA。VCCA可接受从 1.65V 到 5.5V 范围内的任意电源电压。B 端口旨在跟踪 VCCB。VCCB可接受从 1.65 至 5.5V 间的任一电源电压值。这可实现 1.8V，2.5V，3.3V和 5V 电压节点间的通用低压双向转换。

• SN74LVC1T45 旨在实现两条数据总线间的异步通信。方向控制 (DIR) 输入的逻辑电平将会激活 B 端口或 A 端口输出。当 B 端口输出被激活时，此器件将数据从 A 总线发送到 B 总线，而当 A 端口输出被激活时，此器件将数据从 B 总线发送到 A 总线。A 端口和 B 端口上的输入电路一直处于激活状态并且必须施加一个逻辑高或低电平，从而防止过大的 ICC 和 ICCZ。

• SN74LVC1T45 旨在实现通过 VCCA 对 DIR 输入电路供电。该器件完全符合使用 Ioff 的部分断电应用的规范要求。Ioff 电路禁用输出，从而可防止其断电时破坏性电流从该器件回流。VCC 隔离特性可确保 VCC 中的任何一个是否接地，然后两个端口都处于高阻抗状态。