电平转换电路
1.8v转3.3v电平转换电路
1.8v转3.3v电平转换电路一、概述在现代电子设备中，经常会出现不同电平之间的通信和数据传输。
一些芯片工作在1.8v电平下，而另一些芯片则需要以3.3v电平进行通信。
为了实现它们之间的数据交换，我们需要使用电平转换电路来确保信号的稳定传输。
本文将从1.8v转3.3v电平转换电路的基本原理、应用领域和设计要点等方面展开探讨，并共享一些个人观点和经验。
二、基本原理1.8v到3.3v电平转换电路实际上是一种电平逻辑电路，其基本原理是利用逻辑门、电阻和/或晶体管等元件将输入信号从1.8v电平转换为3.3v电平，或者将输出信号从3.3v电平转换为1.8v电平。
其中，逻辑门可以是与门、或门、非门等，而晶体管常用于电平转换的放大和隔离。
通过适当的电路设计和元件选择，可以实现稳定可靠的电平转换功能。
三、应用领域1.8v到3.3v电平转换电路广泛应用于各类电子设备和系统中。
在嵌入式系统中，通常会存在多个不同电平的元件或芯片，它们之间需要进行数据交换和通信。
此时，就需要使用电平转换电路来确保它们之间的正常工作。
另外，在一些传感器和执行器的接口设计中，由于其本身工作电平不同，也需要使用电平转换电路来实现互连。
四、设计要点设计1.8v到3.3v电平转换电路时需要考虑多个要点，包括电平转换方向、信号延迟、功耗和占用空间等。
要根据实际应用确定电平转换的方向，是从1.8v到3.3v，还是从3.3v到1.8v。
要合理评估信号延迟对系统性能的影响，尽量减小延迟时间。
要考虑功耗和占用空间，选择合适的元件和电路拓扑结构，以实现功耗低、体积小的电平转换电路。
五、个人观点和经验在实际项目中，我经常会遇到1.8v到3.3v电平转换的需求，对此我总结了一些经验。
要仔细阅读数据手册，了解芯片的输入输出特性和工作电平范围，以便选择合适的电平转换电路。
要留意信号的稳定性和抗干扰能力，在设计中加入必要的滤波电路和抗干扰措施。
要注意电路布局和线路走线，尽量减小信号传输路径，避免干扰和串扰。
电平转换电路和电源转换电路设计
电平转换电路和电源转换电路设计一引言电平及（电源）转换电路是（硬件）设计中的常见电路，用于将一个电平/电源转换为另一个不同电平/电源，确保外设之间可以正常（通信）和工作。
本文将介绍这些电路的设计要点，以及电平转换电路和电源转换电路的多种实现方法。
二设计要点在设计电平转换或电源转换电路时，需关注如下几个要点：1、输入和输出电压要求：在设计电路之前，首先要明确输入和输出（信号）的电压要求：输入信号的电压应该高于或等于电平转换电路所接受的最低电压；输出信号的电压应该符合目标设备的耐受要求。
2、驱动能力及转换速率：在设计转换电路时，需要考虑驱动能力需求以及转换速度要求。
3、电路连接方式：电平转换电路可以采用几种不同的连接方式，如单向电平转换、双向电平转换或多路电平转换等。
4、电路稳定性：在设计电平转换电路时，需要考虑电路的稳定性和抗干扰能力，以确保电路能够正常运行并抵抗外部干扰。
5、功耗：电平/电源转换电路在转换时会产生一定的功耗。
在设计过程中，尤其是对功耗要求很高的应用场景，要重点考虑转换电路带来的功耗，并采取相应措施，以确保电路满足功耗指标要求。
6、成本：在硬件（电路设计）中，成本始终是一个重要的考虑因素。
在设计转换电路时需要评估不同设计方案的成本，在成本和性能之间找到平衡点。
7、（仿真）和测试：在完成转换电路的设计后，进行仿真和测试是非常重要的步骤。
通过仿真可以验证电路的性能和稳定性，测试则可以确保电路在实际应用中能够正常工作。
三通讯信号电平转换的几种实现方法以下是几种常见的通讯信号电平转换电路的实现方法：1、MOS管电平转换电路MOS管搭建的电平转换电路是双向电平转换，电路示例如下图所示，其原理如下：（1）信号自（高压）向低压（左侧->右侧）转换时：左侧高电平时：MOS初始状态为截止，右侧输出高电压，MOS 保持截止；左侧低电平时：右侧通过MOS内的体（二极管）将输出信号拉至低电平，而后MOS导通，右侧保持输出低电平；（2）信号自右侧->左侧时：右侧高电平时：MOS截止，左侧通过上拉（电阻）输出高电平；右侧低电平时：MOS导通，左侧输出低电平；图：MOS管电平转换电路2、三极管电平转换电路三极管电平转换电路也有多种实现方式。
简易的TTL电平转换电路
简易的 TTL电平转换电路
TTL电平有多种，如5V,3.3V,2.5V,1.8V，以下以3.3V、1.8V的UART电平转换为例
1. 方式一，使用二极管方式
2. 方式二，使用电阻分压
总结： 1. 这里的电路仅是作为一种临时可用的电平转换电路，其中第一种亲测速率可支持115200，D1使用的是肖特基二极管 2. D1选择压降小的二极管 3. 注意其各自的电平阈值是否满足要求，如R2,R3的参数选取是否合理 4. 低TTL向高TTL发送电平时，只要能满
ttl电平转换电路的作用
ttl电平转换电路的作用ttl电平转换电路，也称为TTL到CMOS电平转换电路，是一种电子电路，用于将逻辑电平从一种逻辑系列转换为另一种逻辑系列。
TTL表示晶体管-晶体管逻辑，而CMOS表示互补金属氧化物半导体。
在某些应用中，将电路之间的电平从TTL转换为CMOS或反之亦然是非常重要的。
这篇文章将详细介绍TTL电平转换电路的作用，以及一步一步回答相关问题。
第一部分：什么是TTL电平转换电路在电子电路中，不同类型的逻辑系列之间存在差异。
TTL（晶体管-晶体管逻辑）和CMOS（互补金属氧化物半导体）是两种常见的逻辑系列。
它们在逻辑电平、功耗和工作速度等方面有所差异。
因此，在不同逻辑系列之间进行电平转换是必要的。
TTL电平转换电路是一种电子电路，用于将逻辑电平从一种逻辑系列转换为另一种逻辑系列。
通常情况下，它被用来将TTL逻辑电平转换为CMOS 逻辑电平，或将CMOS逻辑电平转换为TTL逻辑电平。
第二部分：TTL电平转换电路的作用TTL电平转换电路在许多应用中都起着重要作用。
它们可以用于以下几个方面。
1. 兼容性：在一些应用中，不同逻辑系列之间的兼容性是至关重要的。
例如，在将TTL逻辑电平的输出连接到CMOS逻辑电平的输入时，使用TTL 电平转换电路可以确保信号的正确传递。
2. 信号传输：TTL电平转换电路还可用于信号传输的需要。
例如，在长距离传输数据时，TTL电平转换电路可将高功耗的TTL信号转换为低功耗的CMOS信号，从而减少信号衰减和失真。
3. 电力管理：在某些情况下，使用低功耗的CMOS逻辑电平可以节省电力。
通过将TTL逻辑电平转换为CMOS逻辑电平，可以改善电路的功耗性能。
第三部分：如何工作TTL电平转换电路的工作原理通常基于逻辑门和电平转换电路的组合。
以下是一种常见的方式：1. 选择逻辑门：根据实际需求，选择适当的逻辑门进行电平转换。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门等。
2. 组合逻辑门：将所选的逻辑门连接在一起，形成电平转换电路。
3.3v转24v电平转换电路
3.3V转24V电平转换电路近年来，随着物联网、智能家居等领域的飞速发展，对于不同电平信号间的转换需求也变得越发迫切。
特别是在嵌入式系统设计中，由于不同模块以及传感器的电平标准存在差异，因此需要一定电平转换电路来将低电平信号转换为高电平信号，以满足各个模块或传感器的工作需求。
当今市场上已经涌现出了各种各样的电平转换电路产品，但是针对特定场景，我们往往需要自行设计电路来满足特定需求。
本文就针对3.3V转24V的电平转换需求，介绍一种高质量的电平转换电路设计方案。
1. 电平转换电路的需求分析我们需要明确3.3V和24V电平转换电路的需求背景。
在实际应用中，由于一些传感器或执行器的工作电压标准为24V，而微控制器或其他模块的电压通常为3.3V，因此我们需要将3.3V的控制信号转换为24V的电平，以驱动相应的设备。
这就需要设计一种3.3V转24V的电平转换电路来满足实际需求。
2. 设计思路及原理针对3.3V转24V的电平转换需求，我们可以采用晶体管的开关特性来设计电平转换电路。
具体来说，可以采用场效应晶体管（MOSFET）来实现电平转换。
MOSFET具有高输入阻抗、低驱动电压、快速开关速度等特点，非常适合用于电平转换电路的设计。
3. 电路设计方案基于以上设计思路，我们可以设计如下的3.3V转24V电平转换电路：3.1 输入端的3.3V控制信号通过电流限制电阻R1输入至MOSFET的栅特殊，通过R1限制电流大小，避免对MOSFET的损坏。
3.2 当3.3V的控制信号为高电平时，MOSFET进入导通状态，24V的输出信号通过负载电阻R2输出至外部设备。
3.3 当3.3V的控制信号为低电平时，MOSFET进入关断状态，输出端不再导通，实现3.3V到24V的电平转换。
4. 电路参数及性能分析在进行电路设计时，需要针对所选用的MOSFET进行性能分析。
主要包括MOSFET的导通电阻、阈值电压、最大耗散功率等参数的选择。
常用电路介绍iic电平转换
常用电路介绍iic电平转换
IIC电平转换是指在I2C（Inter-Integrated Circuit）通信中，将不同电平的器件进行电平转换，以确保正常的通信。
常用的
I2C电平转换电路有以下几种：
1. 电平转换器：电平转换器是使用电平转换芯片（如
TXB0108）来实现I2C电平转换的电路。
这种电路可以将高电平的信号转换为低电平的信号，避免电平不兼容导致的通信问题。
2. 电流模拟电平转换器：电流模拟电平转换器是通过改变输入电流来实现电平转换的电路。
它可以将高电平的I2C信号转换为低电平的信号，使得不同电平的设备能够正常通信。
3. 电压比较器：电压比较器是通过比较输入电压和参考电压来实现电平转换的电路。
它可以将高电平的信号转换为低电平，以适应不同电平的设备。
4. 电阻分压电路：电阻分压电路是通过串联两个电阻来实现电平转换的电路。
它可以将高电平的信号分压为低电平，以适应不同电平的设备。
这些电路中，电平转换器是最常用的一种，因为它可以实现快速、准确的电平转换，并且芯片成本相对较低。
分享几个低成本电平转换电路
一、什么是电平转换比如两个芯片之间的供电电压不一样，一个是5V，另一个是3.3V，那么在两者之间进行通讯建立连接关系时，就需要进行电平转换。
以TTL 5V和CMOS 3.3V为例，他们的高低电平范围不一样，如果不进行电平转换，逻辑则是混乱的。
二、电平转换电路举例2.1、单向电平转换电路上面数据传输方向是从右到左，即TXD-2传到RXD-1①当TXD-2为低电平时，D1导通，RXD-1被拉低；②当TXD-2为高电平5V时，D1截止，RXD-1被拉高到3.3V高电平；下面数据传输方向是从左到右，即TXD-1传到RXD-2③当TXD-1为低电平时，Q1导通，RXD-2被拉低；④当TXD-1为高电平3.3V时，Q1截止，RXD-2被拉高到5V高电平。
2.2、双向电平转换电路①当DAT1为高电平3.3V时，Q2截止，DAT2被上拉到5V高电平；②当DAT1为低电平时，Q2导通，DAT2被拉低；③当DAT2为高电平5V时，Q2不通，DAT1被上拉到3.3V高电平；④当DAT2为低电平时，MOS管里的体二极管把DAT1拉低到低电平，此时Vgs约等于3.3V，Q2导通，进一步拉低了DA1的电压。
三、注意事项①上拉电阻的取值上拉就是要把VCC的电压上拉给I/O口使用，同时起到限流的作用。
一般取值为10K、5.1K、4.7K。
阻值越小，可以提供更大的电流驱动能力，速率越高，但功耗也越高。
在满足电路性能的前提下，用阻值更大的电阻，功耗更低。
②MOS选型Vgs(th)阈值电压。
MOS管Vgs电压过高会导致MOS管烧坏，过低也会导致MOS管打不开。
实际使用时为保证完全导通，设计上要多预留余量。
MOS管常用2N7002，便宜可靠。
小结：二极管，三极管和MOS管组成的电平转换电路，优点是价格便宜，缺点是要求使用在信号频率较低的条件下。
选型时，尽量选用结电容小、开关速率高的管子。
集成IC组成的电平转换电路，优点是速率高，通常可以用在几十MHz 信号的电平转换中。
电平转换电路
BBS 上询问逻辑电平转换的人很多，几乎数日就冒一次头。
而且电平转换的方法也不少，各有特点。
我先做个简单实用的总结，省得老是重复讨论同样的问题。
1. 常用的电平转换方案(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。
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3.1 应用举例－应用SN74LVC2G07实行电平转换
图6显示了SN74LVC2G07一个Buffer作1.8V到5V的转换，另一Buffer作3.3V到1.8V的转换。
器件的电源电压为1.8V。
它可以保证器件将输入最低的VIH识别为有效的高电平。
输出上拉电阻的最小值取决于器件开漏脚的最大灌电流能力（maximum current-sinking capability Iol max）。
而最大灌电流能力是受限于输出信号的最大允许的上升时间的。
Rpu(min)＝（Vpu-Vol）/ Iol(max)
对于图6中的SN74LVC2G07，假设Vpu1=5V±0.5V，Vpu2=1.8V±0.15V，而且电阻的精度为5%
Rpu1(min)＝((5.5V-0.45V)/4mA)×(1/0.95)=1.33kΩ
最接近的标称值为1.5kΩ。
Rpu2(min)＝（（1.8V-0.45V）/4mA）×（1/0.95）＝394.73Ω
最接近的标称值为430Ω。
图7显示了在不同上拉电阻值的情况下具有10pF容性负载情况下的输出波形。
当上拉电阻值增大后，输出信号的上升时间也增加了。
3.2 不要在CMOS驱动的输出端加上拉电阻
在电平转换时，系统设计者不能在CMOS器件的输出端加上拉电阻。
这种作法有很多弊端，应该避免使用。
一个问题是在输出为低时增加了功耗。
当CMOS驱动输出为高是也会产生另一个危害。
高电平的电源会通过上拉电阻对低电平电源灌电流。
此时，下部的N沟道晶体管是关闭的，上部的P沟道晶体管是导通的。
电流灌入低电平的电源会产生无法预料的后果。
4 FET开关
TI的CB3T,CBT,CBTD和TVC系列的总线开关可以用作Level-shifter。
FET 开关非常适用于不需要电流驱动并有很短传播时延的电平转换应用。
FET开关的好处：
<!--[if !supportLists]-->●<!--[endif]-->很短的传播时延
<!--[if !supportLists]-->●<!--[endif]-->TVC器件（或者将CBT 器件配置为TVC）不用方向控制就可以实现双向电平转换
TI的CB3T系列器件可以用于5V到3.3V转换。
图9显示了CB3T器件用作双向电平转换的一些应用。
在图9中，SN74CB3T3306被用来连接3V和5V总线。
CB3T的电源为3V。
当信号从5V总线到3V总线时，CB3T器件将输出电压设置为3V。
当信号从3V总线到
5V总线时，5V端的输出电压为2.8V。
这对于5V TTL器件的Vih电平是可用的。
但是这种应用有两个弊端：
<!--[if !supportLists]-->1.<!--[endif]-->CB3T3306的2.8V的Voh电平降低了5V端的高电平噪声余度（margin）。
此时的噪声余度为
2.8V-2.0V=800mV。
<!--[if !supportLists]-->2.<!--[endif]-->因为CB3T器件的输出高电平没有被驱动到VCC的电压轨，5V接收端会出现额外的电源功耗ΔIcc 电流（在第6节会详细讨论ΔIcc）
注意：VCC=3V，TA=25℃，Io=1uA时，Voh电平为2.8V。
对于5V CMOS接收端而言2.8V不是有效的Vih电平。
因此，CB3T器件不能3V总线向5V CMOS总线的升压转换。
4.1 CBT和CBTD器件
CBT和CBTD系列器件可以用来作5V系统与3.3V系统的连接。
这类器件只能用来作5V CMOS系统与3.3V系统的降压转换。
它们还可以用于5V TTL 系统与3.3V系统的双向转换。
图10显示了SN74CBT1G384作5V到3.3V的转换。
器件的VCC脚与5V电源间必须连接一个外部的二极管。
外部的二极管将导通三极管的门电压将为4.3V。
再加上Vgs上的1V压降，Pin2上的电压就为3.3V了。
增加的二极管可用于将输出置为很低的电压。
有时，二极管上的静态电流太小，不能使二极管导通，就需要在二极管与地之间加个电阻R来提供足够的偏置电流。
图11显示了5V转3.3V的波形。
从输入端到输出端的传输时延非常小。
CBT器件也可以配置为Translation Voltage Clamp(TVC)器件，在双向应用中就不用方向控制了。
未完，待续.......。