UR5FFR

Русский военный корабль, иди нахуй!
It is currently 02 Dec 2022, 12:40

All times are UTC + 2 hours [ DST ]




Post new topic Reply to topic  [ 2 posts ] 
Author Message
PostPosted: 28 Mar 2016, 00:29 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1931
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Иногда надо сопрягать логические уровни схем с 5ти и 3.3в питанием. В сети можно найти например такие схемы на одном транзисторе двунаправленной схемы сдвига уровней:

Attachment:
Level-shifter 2N7000.jpg
Level-shifter 2N7000.jpg [ 11.87 KiB | Viewed 51724 times ]


Эта схема хоть и является корректной, но не позволяет понять принципа работы такого типа преобразователей уровня. Схема берет свое начало из патента Philips, схемное решение которого так же описанов [1]

Attachment:
i2c-level-shifter.png
i2c-level-shifter.png [ 5.51 KiB | Viewed 51724 times ]


А вот и практическая реализация:

Attachment:
i2c-level-shift-bss138.png
i2c-level-shift-bss138.png [ 2.88 KiB | Viewed 51724 times ]


Для понимая принципа работы этой схемы важно учесть что у MOSFET есть защитные диоды. В исходном состоянии потенциалы на выходах - слева 3.3в, справа 5в. При подаче на левый вход 0го уровня транзистор открывается и на правом выходе так же лог.0. При подаче лог.0 на правый вход транзистор закрыт, но левый вход оказывается закорочен на землю через защитный диод, и соответственно, его потенциал будет равен падению напряжения на диоде, т.е. равен лог.0

Требования к транзисторам простые - он должен содержать защитный диод и у него должно пороговое напряжение быть меньше чем 1.7в(=5в-3.3в). Что будет если взять транзистор с другим пороговым? Схема не будет работать до тех пор пока не будет увеличено смещение на затворе транзистора [2].

Аналогичную двунаправленную схему можно сделать и на биполярных транзисторах [3,4]

Attachment:
i2c-levelshifter-small.png
i2c-levelshifter-small.png [ 19.19 KiB | Viewed 51723 times ]


На aliexpress можно купить уже собранные платки с 4х канальной схемой сдвига уровней на BSS138. Вот такие:

Attachment:
ali - 4 chanel shifter.jpg
ali - 4 chanel shifter.jpg [ 171.86 KiB | Viewed 51724 times ]


Attachment:
ali - 4 chanel shifter 2.jpg
ali - 4 chanel shifter 2.jpg [ 117.05 KiB | Viewed 51724 times ]


Если вам потребуется схема посерьезнее то имеет смысл посмотреть на платы использующие спец.IC трансляции уровней TXS0108E

Attachment:
TXS0108E-8-channel-level-shifter.jpg
TXS0108E-8-channel-level-shifter.jpg [ 285.59 KiB | Viewed 51723 times ]


Литература
1. Philips AN97055 "Bi-directional level shifter for I²C-bus and other systems."
2. Is my MOSFET-based bidirectional level shifter insane?
3. Two transistor circuit replaces IC, Jim Hagerman, Hagerman Technology LLC
4. Two Transistors Form Bidirectional Level Translator, Jim Hagerman, Nokia Mobile Phones


Top
 Profile  
 
PostPosted: 04 Nov 2022, 16:44 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1931
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Попалась на днях задачка подключить 74HC595 к ESP32. При чем ESP32 питается от 3.3в, а 74HC595 - от 5в.
Если посмотреть на приатаченную картинку то не хватает уровня логической 1 от 3-х вольтовой логики для раскачки 5ти вольтовой 74HC. Есть два решения - использовать 74HCT вместо 74HC, либо буфер на 74HCT для раскачки 74HC. Либо немного снизить напряжение питания 74HC до 4.3в с помощью диода - при этом уровней от 3-х вольтовой логики становится достаточно для раскачки, а выходной уровень лог.1 остается все еще достаточно высокий для 5ти вольтовой логики

Attachment:
Chart-of-Low-Voltage-IC-Switching.png
Chart-of-Low-Voltage-IC-Switching.png [ 26.05 KiB | Viewed 214 times ]


Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 2 posts ] 

All times are UTC + 2 hours [ DST ]


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group