3.3V供电DSP和5V信号转换
简单实用的双向电平转换电路（非常实用!）3.3V--5V
当你使用3.3V的单片机的时候,电平转换就在所难免了,经常会遇到3.3转5V或者5V转3.3V的情况,这里介绍一个简单的电路,他可以实现两个电平的相互转换(注意是相互哦,双向的,不是单向的!).电路十分简单,仅由3个电阻加一个MOS管构成,电路图如下:
(原文件名:3.3-5V转换.jpg)
上图中,S1，S2为两个信号端,VCC_S1和VCC_S2为这两个信号的高电平电压.另外限制条件为: 1，VCC_S1<=VCC_S2.
2，S1的低电平门限大于0.7V左右(视NMOS内的二极管压降而定).
3，Vgs<=VCC_S1.
4，Vds<=VCC_S2
对于3.3V和5V/12V等电路的相互转换,NMOS管选择AP2306即可.原理比较简单,大家自行分析吧!此电路我已在多处应用,效果很好.
对这个电路测试了下，MOS管采用的是2N7002小信号NMOS，输入电容很小的，大概几十pF。
下面是电路及实物
测试主要是对3.3向5V转换，下面奉上测试波形图。
115KHz波形，这个是频率是常用串口较高的波特率
400KHz，高速IIC通信的时钟频率
简单实用的双向电平转换电路(非常实用!)3.3V-5V 0
3 / 4
1MHz ，波形上升太慢了
4MHz ，已经不能输出5V 的电平了。
5v转3.3v最简单的办法
5v转3.3v最简单的办法
转换 5V 到 3.3V 主要有两种办法：
1、使用一款 5V 至 3.3V 的电源转换模块。
市面上一般有许多种型号，采用同步变压器或单片机控制，从而有精度较高的输出电压，并具有短路保护、过流保护以及过温保护等功能，大多数都可以实现输出电压的范围调整，例如 3.2V~3.3V 等，是一种可靠性较高的转换办法。
2、使用模块或降压电路。
常见的 5V 转 3.3V 的电路比较多，可以采用稳压电路来实现，例如双极稳压器种类的电路，常用的是 LM1117-3.3V，它在固定 3.3V 电压输出的同时，也可增加整流和短路保护功能，可以更快更容易地将 5V 转 3.3V 。
还可以采用调节斜率输出电压的方法，以满足不同工作电压情况下的输出功率，电路结构也比较简单，可以采用滤波元件或机械降压形式。
5v和3.3v电平转换电路直接串电阻
标题：深入解析5v和3.3v电平转换电路直接串电阻1. 介绍电子产品中存在着不同电平之间的通信和数据传输问题，比如5v和3.3v之间的转换。
本文将深入探讨5v和3.3v电平转换电路中直接串电阻的原理和应用，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
2. 原理与概念解析在5v和3.3v电平转换电路中，直接串电阻起到了重要的作用。
通过串联不同阻值的电阻，可以实现5v和3.3v之间的电平转换，从而使它们能够在不同电平系统中进行通信和数据传输。
3. 电路设计与实现在实际的电路设计中，直接串电阻的选择需要根据具体的电平转换需求和电路特性进行合理搭配。
通常情况下，我们需要结合输入输出电路的特性、电压范围和电流要求等因素来选择合适的电阻数值和串联方式。
4. 优缺点分析直接串电阻作为5v和3.3v电平转换电路的一种实现方式，具有简单、成本低廉的优点。
但是在一些场景下，由于电路的灵敏度要求和功耗考量，可能会对其进行优化或者选择其他更适合的电平转换方案。
5. 应用与展望在各种嵌入式系统和传感器设备中，5v和3.3v电平转换电路直接串电阻的应用非常广泛。
未来随着技术的发展，我们可以预见到更多更高效的电平转换器件和方案的出现，以满足不断变化的电子产品需求。
结语通过本文的深入解析，相信读者对5v和3.3v电平转换电路中直接串电阻的原理和应用有了更深入的了解。
电子技术的发展日新月异，我们需要不断学习和探索，以应对不断变化的需求和挑战。
6. 相关技术发展电子产品的快速发展，促进了电平转换技术的不断创新和改进。
除了直接串电阻的实现方式外，现在市面上还出现了许多更为高效的电平转换器件，比如双向电平转换器芯片、逻辑电平转换器等。
这些新技术在尺寸、速度和功耗等方面都有着更好的表现，为不同电平系统的通信和数据传输提供了更多选择。
7. 优化方案及适用场景与直接串电阻相比，新型电平转换器件具有更为完善的特性，能够满足更为复杂和严苛的电路需求。
特别是在对电路灵敏度和功耗有较高要求的场景下，优化方案和新型转换器件更能够发挥其优势。
5V-3.3V电平转换方案
74HCT244 8总线驱动器，输入为TTL电平，输出为COMS电平。可以转 换8路电平。
SN7cALVC164245转换芯片输入3.3V，输出5V。
方案五：使用放大器搭建电路
分区 参考文献摘要 的第 3 页
在实际电路设计中，一个电路中会有不同的电平信号。
方案一：使用光耦进行电平转换 首先要 根据要处理的信号的频率来选择 合适的光耦。高频(20K~1MHz)可以用高速带放大整形的光藕，如 6N137/TLP113/TLP2630/4N25等。如果是20KHz以下可用TLP521。然后搭建 转换电路。如将3.3V信号转换为5V信号。 电路如下图：
缺点：输出波形不是很良好。
方案三：电阻分压
这里分析TTL电平和COMS电平的转换。首先看一下TTL电平和CMOS电平
的区别。
TTL电平：
>2.4V,
<0.4V
分区 参考文献摘要 的第 2 页
输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是 3.5V，输出低电平是0.2。最小输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8,噪声容 限是0.4V。
分区 参考文献摘要 的第 1 页
CP是3.3V的高速信号，通过高速光耦6N137转换成5V信号。 如果CP接入的 是5V的信号 VCC=3.3V，则该电路是将5V信号转换成3.3V信号。 优点：电 路搭建简单，可以调制出良好的波形，另外光耦还有隔离作用。 缺点：对 输入信号的频率有一定的限制。
方案二：使用三极管搭建转换电路 三极管的开关频率很高，一般都是几百兆赫兹，但是与方案一
3.3V转5V的双向电平转换电路
3.3V转5V的双向电平转换电路说说所有的电平转换方法，你自己参考～(1) 晶体管+上拉电阻法就是一个双极型三极管或MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。
(2) OC/OD 器件+上拉电阻法跟1) 类似。
适用于器件输出刚好为OC/OD 的场合。
(3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V)凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V 电平转换。
——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。
廉价的选择如74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列(那个字母T 就表示TTL 兼容)。
(4) 超限输入降压法(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...)凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。
这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。
例如，74AHC/VHC 系列芯片，其datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采用3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V 电平转换。
(5) 专用电平转换芯片最著名的就是164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。
这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的(俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。
(6) 电阻分压法最简单的降低电平的方法。
5V电平，经1.6k+3.3k电阻分压，就是3.3V。
(7) 限流电阻法如果嫌上面的两个电阻太多，有时还可以只串联一个限流电阻。
某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源，但只要串联一个限流电阻，保证输入保护电流不超过极限(如74HC 系列为20mA)，仍然是安全的。
5V电平信号与3.3V电平信号转换问题及方法
5V电平信号与3.3V电平信号转换问题及方法(转载)2010-04-21 21:04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。
求3.3V转5V电平转换—FPGA实用？？
求3.3V转5V电平转换—FPGA实用？？话说最近用FPGA控制步进电机，因为电机的驱动芯片的控制信号等都是5V供电，FPGA输出的最高电压是3.3V，必须进行电平转换才能正常工作，同时也是对FPGA的保护，毕竟FPGA板子不便宜。
因为要控制两个电机，还有反馈，所以需要很多路，没有选择上拉电阻的方案，电路用的是74LVC4245A 芯片，是一款贴片芯片。
双向、8路、电平可控。
使用很简单。
就是要把贴片的芯片放到我的DIP的电路板上有点麻烦，不过还好，很省地方。
下面是网上收集的其他3.3V <---> 5V 的方法：电平转换晶体管+上拉电阻法就是一个双极型三极管或MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。
(2) OC/OD 器件+上拉电阻法跟 1) 类似。
适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。
(3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V)凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V 电平转换。
——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。
廉价的选择如 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列 (那个字母 T 就表示 TTL 兼容)。
(4) 超限输入降压法(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...)凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。
这里的'超限'是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制 (改变了输入级保护电路)。
例如，74AHC/VHC 系列芯片，其datasheets 明确注明'输入电压范围为0~5.5V'，如果采用 3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V 电平转换。
(5) 专用电平转换芯片最著名的就是164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。
3.3v转5V电平转换
电平转换
晶体管+上拉电阻法
就是一个双极型三极管或 MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。
(2) OC/OD 器件+上拉电阻法
跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。
(3) 速度/频率
某些转换方式影响工作速度，所以必须注意。像方案(1)(2)(6)(7)，由于电阻的存在，通过电阻给负载电容充电，必然会影响信号跳沿速度。为了提高速度，就必须减小电阻，这又会造成功耗上升。这种场合方案(3)(4)是比较理想的。
(4) 输出驱动能力
如果需要一定的电流驱动能力，方案(1)(2)(6)(7)就都成问题了。这一条跟上一条其实是一致的，因为速度问题的关键就是对负载电容的充电能力。
3：输出高电平（Voh）：保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值，逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。
4：输出低电平（Vol）：保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值，逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。
5：阀值电平(Vt)： 数字电路芯片都存在一个阈值电平，就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值，对于CMOS电路的阈值电平，基本上是二分之一的电源电压值，但要保证稳定的输出，则必须要求输入高电平> Vih，输入低电平<Vil，而如果输入电平在阈值上下，也就是Vil～Vih这个区域，电路的输出会处于不稳定状态。
(5) 路数
某些方案元器件较多，或者布线不方便，路数多了就成问题了。例如总线地址和数据的转换，显然应该用方案(3)(4)，采用总线缓冲器芯片(245,541,16245...)，或者用方案(5)。
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3.3V供电DSP和5V信号转换
DSP 输入引脚的接口问题
DSP 输入引脚有时有内部推拉电路。
这些电路在一定的VCC 下达到了理想的电流输出。
内部电路它们不会影响到阻抗匹配（RC 时间常数固定），它们会影响偏置电流。
在进行偏置电流计算前请核查器件的数据手册中的引脚的推拉信息和额定电流。
下面的例子为了简化讨论并没有介绍内部推拉电路。
一、5V 的TTL 输出到3.3V 的COMS 输入
在最大电源电压是5.25V 时，TTL 输出高电平oh V 在额定电流下是典型的3.4V，并且没有负载时是4.05V。
3.3V 供电DSP 能承受的输入电压VOL是Vcc +0.3V。
于是我们考虑最坏情况的不同电压在这些器件之间，我们设定V cc3 = 3.0v ，因此最大的差别逻辑高电压是0.75v。
如是你想限制电流在75uA,然后放置10K 的电阻在TTL 输出到COMS输入就足够了。
这些将产生一个很小的典型的大约10K*5PF=50ns 的RC 时延。
这个时延应当被忽略，除了可能是CAN 接收器，它服从一个最大的round-trip time.。
高电阻的值可以进一步限制电流的值下降。
然而，当电阻的值上升时，时延变得更长和噪声变得更糟。
这个接口电路如下关于5VTTL 到3.3VCOMS 可以使用，如果电流的限制需要重点考虑的话。
二、5V 的COMS 输出到3.3V 的DSP 的COMS 输入
同样，5V 的COMS OH V 是典型的5.25V 在没有负载下和5.25V 供电下。
最大的差别逻辑高电压是1.95v，那是一个更加困难的问题，在这种情况下，你需要添加一个电阻分压系统如下图，以致于一个5.25V 的信号电压加于DSP 的输入引脚就像3.0V 一样。
由于这个分压系统是于参考地，一个0V 信号出现在DSP 的输入引脚上就像0V 一样。
并且一个10K 的电源阻抗就可以达到可以接受的时间常数，你可以为这个分压系统选择两个电阻R 1 = 18K 和R 2 = 22K,使用这些值，外围器件的5.25V 输出电压到DSP 的COMS 输入引脚会变成2.9V，输出电流oh I 将被限制在130uA，并且通过DSPCOMS 输入引脚的阻抗将达到900 欧。
如果输入电流被设定为一个较高的值，电源阻抗的值将变小。
三、漏极开路/集电极开路输出到3.3V CMOS 数字信号处理器输入
这并不是一个3.3V 至5V 的接口问题（除非输出已经被上拉至5V，但通常不是这种情况的）。
这是一种一般的接口问题，它的存在于典型应用电路中。
这种类型的输入需要一个上拉电阻到3.3V 的电源。
由于漏极开路/集电极开路的连接网络，考虑到电容量（Cjunction）的增加，上升时间Tr = Rpu * (5pF + Cjunction)将放慢，除非上拉电阻从通常的10K 欧姆减少。
DSP 输出引脚的接口问题
一、3.3V 的DSP 的COMS 输出到5V 的TTL 输入
由于DSP 的输出是兼容TTL 电平的，没有必需用特殊的电路。
TTL器件的Vih及Vil为2.4V 和0.8V，当3.3伏供电的CMOS 输出缓冲器有2.8V 至0.4V 的波动时，这就为它们留下了大量余地。
许多电机控制器件的输入是兼容TTL。
虽然他们可能需要一个5V 电源，它们可以直接接口到3.3V 的DSP。
许多MOSFET 和IGBT 驱动器件是5V 内部信号，而15V 是需要保证一个典型的15V 的输出电平。
二、3.3V 的DSP 的COMS 输出到5V 的COMS 输入
DSP 的3.3VCMOS 输出到5V CMOS 输入是需要电平转换的。
图中R1和D1为CMOS 输出的电压提升了0.6V。
R1在10K 欧姆左右，CMOS 的输出缓冲电压变化从0.2V 至3.3V 之间。
在二极管的阳极，它变化约0.8V至3.9V。
5V 的CMOS 输入阈值是1.0V 和3.5V，这样就留下了0.4V 和0.2V 的余地。
这里有一个小上升时延，因为R1和二极管结电容（Cn）的RC 时间常数。
有些IGBT 或MOSFET 驱动器需要一个5V CMOS 输入的电平，因此，电路中需要使用驱动去接口DSP。
三、3.3VDSP 的COMS 输出和双极性晶体管的输入
在电路中电阻器需要被调整较低的Voh去匹配需要的基极驱动电流和维持需要的电流增益。
四、3.3VDSP 的COMS 输出和单性MOS 管的输入
这个转换是最具挑战性的。
许多的MOSFET 的栅极需要超过3.3V 来吸收所需的负载电流。
较新MOSFET 器件有较少限制规范。
一个低成本的方法是使用一个标准的5V 的CMOS 缓冲器，如用74HCT04（或74AHCT04）十六进制逆变器或十74HCT240（74AHCT240）八进制缓冲来变换3.3V 的CMOS 输出来达到5V 的CMOS电平。
注意，下拉电阻R1出于安全考虑
DSP'S ADC 输入引脚的接口问题
ADC 和DSP 连接起来，中间需要运算放大器隔离和滤波。
一个优秀的工程的防护和隔离对减少系统噪音干扰是重要的，对于3.3V的ADC 和5V 的ADC 器件是一样。
现在，在典型电机控制应用中，涉及ADC 的软件和硬件技术应当引起注意。
小马力电机驱动器被广泛使用在许多消费和工业产品。
我们使用高性能的DSP 片上ADC 去做控制设计和软件算法。
我们可以在硬件设计PCB 布线上减少噪声干扰。
图中是一个典型的ADC 输入电路接口的例证。
为简单起见，该电平转换电路，通常需要转换成一个双极信号至单极信号不是如图所示。
对于马达控制应用，典型的信号源是直流电压，电机相电流和电机相电压。
电流检测电阻和分压电阻，通常用于检测数量。
如果传感器输出在ADC 的0至3.3V 或0至5V 输入范围，没有明显的噪音，并满足了ADC 源阻抗的要求,直接连接的传感器输出和ADC 输入即可。
在感应电压的情况，适当分压电阻值的选择通常可以产生正确的输入摆幅。
然而，无论哪种情况，一个运算放大电路，可能可以用来保证适当模拟电压摆幅范围，并平滑信号和滤波，并满足了ADC 源阻抗的要求。
C0和C1滤波电容；R1和R2增益电阻；R0滤波电阻；
3.3V的转换器在转换时和5V的转换器在转换结果范围是相同的，都是0-1023，当这两个器件是10位。
然而，1023对应3.3V输入电压为3.3V和5V的转换器转换器5V输入。
去耦/旁路电容和上拉和下拉电阻去耦电容放置或靠近信号源和电源末端来减少噪音的传播。
未使用的数字信号处理器输入引脚，通过浮植输入端，用上拉和下拉电阻来避免造成内部电路的电流消耗;从而减少噪音产生。
装载一个小的限流电阻（如50欧姆）在高频率输出引脚也有助于降低峰值瞬变电流和相关噪声发生。