TI-选择正确的电平转换方案

5V-3.3V电平转换方法在实际电路设计中，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：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，但是与方案一相比，电路搭建相对麻烦，而且输出的波形也没有方案一的好。

电路如下图：其中C1为加速电容，R1为基极限流电阻，R2为集电极上拉电阻，R3将输入端下拉到地，保证在没有输入的情况下，输出端能稳定输出高电平。

同时在三极管截止时给基区过量的电荷提供泄放回路缩短三极管的退饱和时间。

优点：开关频率高，在不要求隔离，考虑性价比的情况下，此电路是很好的选择。

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：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。

CMOS电平：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。

而且有很宽的噪声容限。

下面的电路是将5V的TTL电平转换成3V的TTL电平不考虑5V器件输出内阻以及3V器件输入内阻,VL=R2*VS/(R2+R1)，选择合适的R1和R2,使得电压匹配。

优点：电路实现简单。

电平转换计算公式在电子电路中，经常会遇到需要进行电平转换的情况，比如将高电平转换为低电平，或者将低电平转换为高电平。

这种情况下，我们就需要使用电平转换电路来完成这一转换过程。

在设计电平转换电路时，我们需要首先明确输入输出的电平范围和逻辑电平标准，然后根据实际需求选择合适的电平转换电路。

电平转换计算公式是设计电平转换电路时必不可少的工具之一，它可以帮助我们快速准确地计算出所需的电阻值或其他元件数值，从而满足电路设计的要求。

本文将介绍几种常见的电平转换计算公式，并结合实际例子进行说明，希望能够帮助读者更好地理解和应用电平转换计算公式。

1. 电平转换计算公式。

在电子电路中，常见的电平转换方式有两种，一种是将高电平转换为低电平，另一种是将低电平转换为高电平。

下面分别介绍这两种情况下的电平转换计算公式。

1.1 高电平转换为低电平。

当需要将高电平转换为低电平时，常用的电平转换电路是电阻分压电路。

电阻分压电路由两个电阻组成，输入信号通过这两个电阻形成一个电压分压，从而实现电平转换。

电阻分压电路的计算公式如下：Vout = Vin (R2 / (R1 + R2))。

其中，Vout为输出电压，Vin为输入电压，R1和R2分别为两个电阻的阻值。

根据这个公式，我们可以通过调整R1和R2的数值来实现不同的电平转换比例，从而满足不同的电路设计需求。

1.2 低电平转换为高电平。

当需要将低电平转换为高电平时，常用的电平转换电路是三极管放大电路。

三极管放大电路通过对输入信号进行放大，从而实现电平转换。

三极管放大电路的计算公式如下：Vout = Vin (1 + R2 / R1)。

其中，Vout为输出电压，Vin为输入电压，R1和R2分别为输入和输出端的电阻。

通过调整R1和R2的数值，我们可以实现不同的电平转换倍数，从而满足不同的电路设计需求。

2. 实际例子。

下面通过一个实际例子来说明如何应用电平转换计算公式进行电路设计。

假设我们需要将一个3.3V的高电平信号转换为1.8V的低电平信号，我们可以使用电阻分压电路来实现这一转换过程。

TTL和S电平匹配以及电平转換的方法一. TTLTTL集成电胳的主要塑武为晶体管-晶体管逻辑门(transistor-transistor logic gate ) , TTL大部分都采用5V电源。

1•输出高电平Uoh和输岀低电平UolUoh$2.4V,UolW0.4V2. 输入高电平和输入低电平Uih$2.0V, UilW0.8V二. CMOSCMOS电路是电卄•控翎器件，输入电阻极大，对于干扰信号十分亀感，因此不用的输人常不应开路，接到地或者电源上。

CMOS电胳的优点是蝶声容限较宽，静态功耗很小。

1•输岀高电平Uoh和输岀低电平UolUoh^VCC, Uol~GND2•输入高电平Uoh和输入低电平UolUih$0.7VCC,UilW0.2VCC ( VCC 为电源电压，GND 为地) 从上面可以看出:在同样5V电源电圧悄况下，S电路可以直接驰动TTL,因为CMOS的編岀高电平大于2.0V,输岀低电平小于0.8V； MJTTL电路则不能宜接胞动CMOS电路，HLO 岀高电平为大于2.4V,如杲落在2.4V~3.5V之间，则CMOS电路就不能检测到高电平，低电平小干0.4V满足要求，师以在TTL电路驱RJS电路时需要加上竝电阻。

如果出现不同电压电源的悄况，也可以通过上面的方法进行判断。

血果电路中岀现3.3V的S电路去驱动5V CMOS电路的悄况,如3.3V单H机ifjL24HC.it种悄况有以下几种方法解决，最简单的就是直接将74HC换成74HCT （74系列的输人输岀在卞面有介绍）的芯片，因为3.3V CMOS可以直接驱动5V的TL电路;或者加电压转换芯片；还有就是把单片机的I/O 口设为开漏，然后«l±fi电址到5V,逆种悄况下得根据实际悄况调整电皿的大小，以保证信号的上升沿时间。

三.74系列简介74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片,74系列中分为很多种,而我们平时用的应该是以下几种：74LS, 74HC, 74HCT迪三种,逆三种系列在电平方面的区别如下:输入电平输岀电平74LS TTL电平TTL电平74HC S电平S电平74HCT TTL 电平S电平++++++++++++++++++++++++++++++++++++TTL和CMOS电平1、TTL电平(什么是TTL电平)：输出高电平＞2.4V,输出低电平＜0.4V o在室温下，一般输出高电平是3.5V, 输岀低电平是0.2V。

电路中的各电平标准简明介绍电路中有各种电平标准，下面总结一下。

和新手以及有需要的人共享一下^_^.现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有一些速度比较高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。

下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。

TTL：Transistor-Transistor Logic 三极管结构。

Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。

因为2.4V与5V之间还有很大空闲，对改善噪声容限并没什么好处，又会白白增大系统功耗，还会影响速度。

所以后来就把一部分“砍”掉了。

也就是后面的LVTTL。

LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。

3.3V LVTTL（Low Voltage TTL）：Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。

2.5V LVTTL：Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。

更低的LVTTL不常用就先不讲了。

多用在处理器等高速芯片，使用时查看芯片手册就OK了。

TTL使用注意：TTL电平一般过冲都会比较严重，可能在始端串22欧或33欧电阻；TTL电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。

要下拉的话应用1k以下电阻下拉。

TTL输出不能驱动CMOS输入。

CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。

Vcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。

相对TTL有了更大的噪声容限，输入阻抗远大于TTL输入阻抗。

项目过程中，经常出现电平不匹配的问题，就需要进行电平匹配。

本文介绍几种常用的低速信号电平匹配方法1、 三极管+上拉电阻法，如下图是VCC1V8转VCC3V3：RESET_REQ_B 信号是CPU 发出的信号，电平为1.8V ，而APX811的MR_N 信号高电平要求3.3V ，故通过一个NPN 三极管进行电平转换。

如上图，当RESET_REQ_B 为high 的时候，三极管关断，此时MR_N 电平为上拉VCC_3V3，当RESET_REQ_B 为low 的时候，三极管导通，MR_N 信号为低，实现了电平转换。

但运用此电路的时候，一定要正确使用三极管，如下是某项目中设计的一个3.3V 转1.8V 的电平转换电路。

实际测量过程中发现不管BT_RSTn 电平如何变化，BT_RST_N 的电平都是2.5V ，该电路是由NPN 三极管时序1.8V 转3.3V ，由于PN 结的原因，BC 之间导通，三级管的基级电压VCC_3V3通过BC 之间的的PN 结直接到集电极，查看规格书，PN 结电压大约在0.8V 左右，故集电极BT_RST_N 的电压一直为2.5V 左右。

NPN 三极管使用中，一定要保证VC>VB ，如下为三极管工作的四种状态。

2、 电阻分压法RESET_REQ_B5RESET54.7KohmBT_RSTn10电阻分压法只能用于高电平转低电平的电路中，如上中3.3V 转1.8V(VDDS)电路，可以通过电阻分压法进行电平转换。

如下是修改后的电路：3、 使用串阻方法该方法也只适用于高电平转低电平电路，如下：高逻辑电平驱动低逻辑电平时，可串联50Ω~330Ω电阻实现电平的转换，串联电阻的阻值需要根据I/O 口动态电流计算。

4、 使用OD/OC 门芯片+上拉电阻如下图，采用了一个输出为OD 门的buffer 芯片，实现1.8V 转1.35V 的电平转换5、 电平转换芯片专用电平转换芯片主要用于信号速率较高，对信号要求延时等由要求的电路中，如下是MDC/MDIO （SMI ）使用的电平转换芯片。

TTL和COMS电平匹配以及电平转换的方法TTL和COMS电平匹配以及电平转换的方法一．TTLTTL集成电路的主要型式为晶体管－晶体管逻辑门（transistor-transistor logic gate），TTL大部分都采用5V电源。

1.输出高电平Uoh和输出低电平UolUoh≥2.4V,Uol≤0.4V2.输入高电平和输入低电平Uih≥2.0V，Uil≤0.8V二．CMOSCMOS电路是电压控制器件，输入电阻极大，对于干扰信号十分敏感，因此不用的输入端不应开路，接到地或者电源上。

CMOS电路的优点是噪声容限较宽，静态功耗很小。

1.输出高电平Uoh和输出低电平UolUoh≈VCC，Uol≈GND2.输入高电平Uoh和输入低电平UolUih≥0.7VCC,Uil≤0.2VCC（VCC为电源电压，GND为地）从上面可以看出:在同样5V电源电压情况下，COMS电路可以直接驱动TTL，因为CMOS的输出高电平大于2.0V,输出低电平小于0.8V；而TTL电路则不能直接驱动 CMOS电路，TTL的输出高电平为大于2.4V，如果落在2.4V～3.5V之间，则CMOS电路就不能检测到高电平，低电平小于0.4V满足要求，所以在TTL电路驱动COMS电路时需要加上拉电阻。

如果出现不同电压电源的情况，也可以通过上面的方法进行判断。

如果电路中出现3.3V的COMS电路去驱动5V CMOS电路的情况，如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种方法解决，最简单的就是直接将74HC换成74HCT（74系列的输入输出在下面有介绍）的芯片，因为3.3V CMOS 可以直接驱动5V的TTL电路；或者加电压转换芯片；还有就是把单片机的I/O口设为开漏，然后加上拉电阻到5V，这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小，以保证信号的上升沿时间。

三．74系列简介74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片，74系列中分为很多种，而我们平时用得最多的应该是以下几种：74LS，74HC，74HCT 这三种，这三种系列在电平方面的区别如下：输入电平输出电平74LS TTL电平 TTL电平74HC COMS电平 COMS电平74HCT TTL电平 COMS电平++++++++++++++++++++++++++++++++++++TTL和CMOS电平1、TTL电平(什么是TTL电平)：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。

电平转换方案1. 引言在电子设备和电路设计中，电平转换是一个常见的问题。

不同设备或电路之间可能采用不同的电平标准，如5V、3.3V、2.5V等，为了确保正确的信号传输和兼容性，需要进行电平转换。

本文将介绍电平转换的背景知识、常见的电平转换方案以及各种方案的优缺点。

2. 背景知识2.1 电平标准不同设备或电路常采用不同的电平标准，主要包括：•TTL（Transistor-Transistor Logic）电平：常见的电压标准为0V~5V，适用于许多数字电路。

•CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）电平：常见的电压标准为0V3.3V或0V5V，适用于许多数字电路。

•LVCMOS（Low Voltage CMOS）电平：常见的电压标准为0V1.8V或0V3.3V，适用于低功耗数字电路。

•LVTTL（Low Voltage TTL）电平：常见的电压标准为0V~3.3V，适用于低功耗数字电路。

2.2 电平转换的目的电平转换主要是为了实现不同电平标准之间的互联互通，确保信号能够正确传输。

常见的应用场景包括：•不同电平标准的设备之间的通信。

•不同电平标准的外设与主控芯片之间的连接。

3. 常见的电平转换方案3.1 使用电平转换芯片常见的电平转换方案之一是使用专门的电平转换芯片。

这些芯片通常包含了输入电平和输出电平之间的转换电路，能够在不同电平标准之间实现电平的转换。

优点：•专用芯片，性能稳定可靠。

•可以实现多个通道的电平转换。

•部分芯片提供了自动方向控制功能，简化了硬件设计。

缺点：•芯片成本较高。

•大部分芯片需要外部电源供电。

•需要占用额外的PCB空间。

3.2 使用电平转换电路除了使用专用的电平转换芯片，也可以使用离散的电平转换电路来实现电平转换。

这些电路通常由离散的电阻、晶体管等器件组成，在具有一定电路设计能力的情况下，可以实现相对简单的电平转换功能。

优点：•成本较低，只需要少量的离散器件。

电平转换1.8v转3.3v一、电平转换的基本概念电平转换，是指在电子电路中，将某一电压级别的信号转换为另一电压级别的信号。

在电子设备间传输数据时，由于供电电压不同，需要进行电平转换以保证数据的正确传输。

本文将重点介绍如何实现1.8v转3.3v的电平转换。

二、1.8v转3.3v电平转换的必要性随着电子产品的小型化、低功耗发展趋势，很多设备的供电电压逐渐降低。

在这种情况下，原先使用3.3v电压的器件可能不再适用于较低电压环境。

进行1.8v转3.3v电平转换，可以解决电压不匹配的问题，保证设备正常工作。

三、1.8v转3.3v电平转换的方法1.采用升压稳压器升压稳压器可以将输入电压提升到目标电压，适用于1.8v转3.3v的电平转换。

在选择升压稳压器时，应注意输入电压、输出电压、电流等参数，以确保匹配设备需求。

2.采用线性稳压器线性稳压器具有转换效率低、发热严重的缺点，但在某些特定场景下，如电源电压变化范围较小的情况下，可以实现1.8v转3.3v的电平转换。

3.采用开关稳压器开关稳压器具有转换效率高、体积小等优点，适用于对体积和效率有较高要求的场合。

开关稳压器可以通过调整开关频率、变压器等参数，实现1.8v转3.3v的电平转换。

四、电平转换器的应用领域1.嵌入式系统：电平转换器在嵌入式系统中应用广泛，如处理器、FPGA、SoC等，用于接口电压匹配。

2.通信设备：在通信领域，电平转换器用于实现不同电压级别的设备之间的信号传输。

3.电源管理系统：电平转换器在电源管理系统中起到关键作用，如电池充放电管理、负载调整等。

五、注意事项和常见问题解决1.选择合适的电平转换器：根据设备接口电压、电流等参数，选择合适的电平转换器。

2.注意电平转换器的稳定性：电平转换器在长时间运行过程中，可能会出现稳定性问题，如输出电压波动、噪声等，需要关注。

3.散热处理：开关稳压器在转换过程中会产生较多热量，需注意散热处理，以免影响设备性能和寿命。

Peripheral
Processor DIR
Peripheral
TXS010x/E and TXS030x
SN74AVCxT45/245/234/244 and SN74LVCxT45/245
自动方向检测转换器产品系列
主要特点
• 自动方向检测 － 无需方向控制信号 • 可自动配置的I/O缓冲器 － 每个I/O端口均可配置为输 入与输出 • 集成型上拉电阻器 － 可提供适当的DC偏压与电流供 应能力，同时节省 BOM成本 • 输出转换速率控制电路 － 边缘速率加速器电路可检测 并加快AC转换，以保持高速数据速率吞吐能力 • VCC隔离特性 － 如果任一VCC输入位于GND，则所有 输出都处于高阻抗状态 • 高集成度的ESD保护 － 在B端口上提供了±15 kV ESD 保护 • 后缀为E的器件具备集成型IEC 61000-4-2 ESD保护功 能电路
96-ball LFBGA (GKE)
114-ball LFBGA (GKF)
1 12
2 3
4
5 6
0.0787 (2,0) 0.102 (2,60)
0.122 (3,10) 0.083 (2,10)
0.102 (2,60)
11 10 9
8
7
0.0354 (0,9)
0.0669 (1,7)
6-ball NanoStar™ pkg. (YEP/YZP)
便携式电子产品方框图
Stereo Headphone
Audio Subsystem (Optional)
Connectivity Bluetooth® WLAN SDIO/Audio
Display Subsystem
Haptics Vibrator 3-axis Accelerometer

TTL和COMS电平匹配以及电平转换的方法一．TTLTTL集成电路的主要型式为晶体管－晶体管逻辑门（transistor-transistor logic gate），TTL大部分都采用5V电源。

1.输出高电平Uoh和输出低电平UolUoh≥2.4V,Uol≤0.4V2.输入高电平和输入低电平Uih≥2.0V，Uil≤0.8V二．CMOSCMOS电路是电压控制器件，输入电阻极大，对于干扰信号十分敏感，因此不用的输入端不应开路，接到地或者电源上。

CMOS电路的优点是噪声容限较宽，静态功耗很小。

1.输出高电平Uoh和输出低电平UolUoh≈VCC，Uol≈GND2.输入高电平Uoh和输入低电平UolUih≥0.7VCC,Uil≤0.2VCC （VCC为电源电压，GND为地）从上面可以看出:在同样5V电源电压情况下，COMS电路可以直接驱动TTL，因为CMOS的输出高电平大于2.0V,输出低电平小于0.8V；而TTL电路则不能直接驱动 CMOS电路，TTL的输出高电平为大于2.4V，如果落在2.4V～3.5V之间，则CMOS电路就不能检测到高电平，低电平小于0.4V满足要求，所以在TTL电路驱动COMS电路时需要加上拉电阻。

如果出现不同电压电源的情况，也可以通过上面的方法进行判断。

如果电路中出现3.3V的COMS电路去驱动5V CMOS电路的情况，如3.3V单片机去驱动74HC,这种情况有以下几种方法解决，最简单的就是直接将74HC换成74HCT（74系列的输入输出在下面有介绍）的芯片，因为3.3V CMOS 可以直接驱动5V的TTL电路；或者加电压转换芯片；还有就是把单片机的I/O口设为开漏，然后加上拉电阻到5V，这种情况下得根据实际情况调整电阻的大小，以保证信号的上升沿时间。

三．74系列简介74系列可以说是我们平时接触的最多的芯片，74系列中分为很多种，而我们平时用得最多的应该是以下几种：74LS，74HC，74HCT这三种，这三种系列在电平方面的区别如下：输入电平输出电平74LS TTL电平 TTL电平74HC COMS电平 COMS电平74HCT TTL电平 COMS电平++++++++++++++++++++++++++++++++++++TTL和CMOS电平1、TTL电平(什么是TTL电平)：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。

常用的电平转换方案1，TTL电平(什么是TTL电平)：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0.2V。

最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。

2，CMOS电平：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。

而且具有很宽的噪声容限。

3，电平转换电路：因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。

哈哈4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。

否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。

5，TTL和COMS电路比较：1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。

2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。

COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50n s),但功耗低。

COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。

3）COMS电路的锁定效应：COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。

这种效应就是锁定效应。

当产生锁定效应时，COMS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。

防御措施：1）在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过不超过规定电压。

2）芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。

3）在VDD和外电源之间加线流电阻，即使有大的电流也不让它进去。

4）当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启COMS电路得电源，再开启输入信号和负载的电源；关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭COMS电路的电源。

6，COMS电路的使用注意事项1）COMS电路时电压控制器件，它的输入总抗很大，对干扰信号的捕捉能力很强。

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LDVS 输出结构：电路输出阻抗为 1 Nhomakorabea0ohm
LDVS 输入结构
输入差分阻抗为 100Ω， 为适应共模电压宽范围内的变化， 输入级还包括一个自动电平调整电路， 该电路将共模电压调整为一固定值，该电路后面是一个 SCHMITT 触发器。SCHMITT 触发器为防止不 稳定，设计有一定的回滞特性，SCHIMTT 后级是差分放大器
TTL：Transistor-Transistor Logic 三极管结构
因为 2.4V 与 5V 之间还有很大空闲，对改善噪声容限并没什么好处，又会白白增大系统功耗，还 会影响速度。所以后来就把一部分“砍”掉了。也就是后面的 LVTTL。 LVTTL 又分 3.3V、2.5V 以及更低电压的 LVTTL(Low Voltage TTL)。 TTL 使用注意：TTL 电平一般过冲都会比较严重，可能在始端串 22 欧或 33 欧电阻； TTL 电平输 入脚悬空时是内部认为是高电平。要下拉的话应用 1k 以下电阻下拉。TTL 输出不能驱动 CMOS 输入。 另外，I/O 為 OC 門時，由於只能吸收大電流而不能向外部提供電流，需要外部上拉或者外部電 源。
ECL 电路的最大特点是其基本门电路工作在非饱和状态，因此 ECL 又称为非饱和性逻辑。也正因为如 此，ECL 电路的最大优点是具有相当高的速度。这种电路的平均延迟时间可达几个 ns 数量级甚至更 少。传统的 ECL 以 VCC 为零电压，VEE 为-5.2 V 电源，VOH=VCC-0.9 V=-0.9 V，VOL=VCC-1.7 V=-1.7 V，所以 ECL 电路的逻辑摆幅较小（仅约 0.8 V） 。当电路从一种状态过渡到另一种状态时，对寄生电 容的充放电时间将减少，这也是 ECL 电路具有高开关速度的重要原因。另外，ECL 电路是由一个差分 对管和一对射随器组成的， 所以输入阻抗大， 输出阻抗小， 驱动能力强， 信号检测能力高， 差分输出，

应用报告ZHCA047–2004年6月选择正确的电平转换解决方案Prasad Dhond摘要电源电压持续迁移到较低的节点以支持当前的低功耗高性能应用。

虽然某些器件可以在较低的电源节点运行，但是其它器件可能不具有这种能力。

为了在这些器件之间实现切换兼容性，每个驱动器的输出必须与其驱动的接收器的输入兼容。

用于实现这些器件的互相连接的电平转换方案有很多。

根据应用的不同需要，某种方法可能比其它方法更适合。

本应用报告概述了用于转换逻辑电平的方法和产品，并列出了每种德州仪器(TI)电平转换解决方案的优缺点。

关键字：双电源、分离轨、电平转换、电平转换器、混合电压、T45、T245、4245、3245、漏极开路、过压容限、TTL、CMOS、TVC、CB3T、CBTD主题页1简介*V CC A not equal to V CC BV CCV CCV CCV CC V CC V CC V OHV IHV TV ILV OL GND5 V 4.44 V0.7 y V CC 0.5 y V CC 0.3 y V CC 0.5 V 0 VV IH V IL GNDV OH V IH V T V IL V IL V OL GND5 V2.4 V 2 V1.5 V 0.8 V0.4 V 0 VV OH V IH V T V OL GND3.3 V2.4 V 2 V 1.5 V 0.8 V 0.4 V 0 V2.5 V 2.0 V 1.7 V0.7 V 0.4 V 0 VV OH V IH V IL V OL GND1.8 V V CC−0.45 V0.65y V CC 0.35y V CC0.45 V0 VV OH V IHV IL V OLGND1.2 V 0.65y V CC 0.35y V CC0 VV CC 1.5 V 0.65y V CC0.35y VCC0 V V IH V IL GND5−V CMOS 5−V TTL 3.3−V LVTTL 2.5−V CMOS 1.8−V CMOS 1.5−V CMOS 1.2−V CMOS2双电源电平转换器简介在目前大多数电子系统中，对电压电平转换的需求非常普遍。

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。

6种电平转换的优缺点电平转换是将一个电压的信号转换为另一个电压的信号的过程。

在电子领域，电平转换非常常见和重要，因为不同电子设备或系统之间可能使用不同的电平标准。

以下是6种常见的电平转换方法及其优缺点：1.电阻分压电平转换：这是最简单和最常见的电平转换方法之一、它使用两个电阻分压器将高电平信号转换为较低电平信号。

优点是成本低，电路简单易实现。

缺点是精度受电阻值的影响，且不适用于转换高速信号。

2.稳压器电平转换：稳压器被广泛用于将高电平转换为低电平。

它通过将电源电压降至较低水平来实现。

优点是输出电平稳定，适用于转换较高功率信号。

缺点是效率相对较低，产生的热量可能导致散热问题。

3.逻辑门电平转换：逻辑门电平转换使用逻辑门电路将高电平转换为低电平，或反之。

这种方法适用于数字信号转换。

优点是速度快，适用于高速信号转换。

缺点是受限于逻辑门的输入电平范围。

4.隔离器电平转换：隔离器电平转换使用隔离器件或隔离变压器将高电平转换为低电平或反之。

优点是能够隔离输入和输出之间的电路，使其相对独立。

缺点是成本较高，对于大功率信号可能需要较大的隔离器件。

5.驱动电平转换：驱动电平转换主要用于模拟信号的转换。

通过使用电流放大器或电压放大器，将低电平信号放大到较高电平，或反之。

优点是能够在不同的电平范围之间传递模拟信号。

缺点是对放大器的性能和稳定性要求较高。

6.数模转换器电平转换：数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）可以实现高精度的电平转换。

DAC将数字信号转换为模拟信号，而ADC将模拟信号转换为数字信号。

优点是能够实现高精度和快速的电平转换。

缺点是成本较高，对于大功率信号可能需要较大的转换器。

综上所述，不同的电平转换方法各有其优缺点。

在选择电平转换方法时，需要根据具体的应用需求来决定哪种方法最适合。

分享几种常用的电平转换方案前段时间在设计NB-IOT模块与STM32的硬件通讯时用到了电平转换。

当主控芯片引脚电平与外部连接器件电平不匹配的时候就需要用电平转换电路来进行转换。

这几乎是每一个电子工程师都会遇到的一个问题。

今天我就总结一下几种常用的电平转换方案，希望对大家有所帮助。

1.使用电平转换芯片这可能是所有方案里面最稳定可靠省事的了，给转换芯片两侧供需要转换的两个电源，然后在芯片的输入输出接上需要转换的输入输出信号就OK了，所有转换部分都由芯片内部完成。

下图为德州仪器的TXB0108双向电平转换器。

TXB0108这种方案的优点很多，上面的这款转换器在VccA供电电压2.5V 以上的时候最高可以达到100Mbps，速度非常快。

除此之外还有驱动能力强、使用简单等优点。

当然缺点也是有的，最主要就是价格上毫无优势，在需要控制成本的项目上就很难使用了。

2.三极管或MOS管转换电平这是一种比较常用的方案，我所使用的NB-IOT模块的datasheet 上面就有推荐这种方案。

如下图所示，当TXD端为高电平时，NPN三极管处于截止状态，RXD端被上拉到其电源电压；当TXD端为低电平时NPN三极管导通，RXD端被拉低到低电平，完成电平转换。

三极管也可以使用MOS管替换。

这种方案最大的优点莫过于成本低廉，比第一种方案不知便宜了多少倍；再一个就是布局简单，可以根据电路板的尺寸进行合理布局。

这种方案的缺点也是很明显，就是速度有限制，上面提到的datasheet里面给出的数据是不适合波特率超过460800bps的应用。

3.使用电阻分压转换电平这种方案应该是最便宜的一种了，只使用了电阻这一种器件，如下图所示。

我们分析一下这个电路，当3.3V电平模块向右侧发送数据的时候只通过限流电阻，到达右侧时的电平在客户端的接收范围内。

当5V电平客户端向左侧发送数据时通过两个电阻分压，左侧接收端电压5V*2K/(1K+2K)≈3.3V。

TI四路双向电平转换I^2C／SMBus复接器和开关
佚名
【期刊名称】《电子元器件应用》
【年(卷),期】2006(8)9
【摘要】TI公司日前推出三款全新的4位双向转换（电平转换）I^2C、SMBus 多路复用器与开关PCA9544A、PCA9545A与PCA9546A。

三款器件均支持2．5V、3.3V与5V总线之间的电压电平转换，这对混合电压I^2C系统来说是必不可少的。

【总页数】1页(P132-132)
【关键词】SMBus;电平转换;TI公司;I^2C;开关;复接器;多路复用器
【正文语种】中文
【中图分类】TN86
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1.TI推出8／16位电压电平转换器，提供双向电平转换 [J],
2.TI四路双向电平转换I2C／SMBus复接器和开关 [J],
3.德州仪器三款新型的4通道I^2C与SMBus多路复用器及开关产品 [J],
4.德州仪器三款新型的4通道I^2C与SMBus多路复用器及开关产品进一步扩展I^2C市场 [J],
5.带有独立方向控制的双电源双向电平转换器可在两个逻辑电平之间配置单向和独立的双向电压变换 [J],
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