Двунаправленная схема сдвига уровня на двух элементах PicoGate

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2017

Bob Marshall

EDN

В системах с несколькими напряжениями питания часто бывает необходимо сместить вниз уровень управляющего сигнала. С этой задачей легко справляется устройство с открытым стоком, такое, например, как 74LVC2G07. Однако когда требуется преобразовать уровни двунаправленного сигнала, схема немного усложняется, поскольку в результате простого соединения вместе выводов двух устройств с открытым стоком получится просто защелка.

На Рисунке 1 показано, как соединить микросхемы 74LVC2G241 и 74LVC2G07, чтобы высокий уровень на выводе A был смещен вниз на выводе B, а низкий уровень на выводе B был сдвинут вверх на выводе A. Направление передачи управляется сигналом /DIR. Когда уровень /DIR, низкий, сторона A является входом, а B – выходом. При высоком уровне сигнала /DIR B становится входом, а A становится выходом. Чтобы изменить полярность сигнала управления, то есть, чтобы при низком уровне на входе /DIR вывод B был входом, измените схему, соединив выход 3 микросхемы 74LVC2G241 с входом 1 74LVC2G07, а выход 4 74LVC2G07 – c входом 2 микросхемы 74LVC2G241.

Рисунок 1.	Устройство на двух микросхемах обеспечивает двунаправленный сдвиг уровней сигнала. Направление передачи управляется отдельным выводом.

74LVC2G241 должна быть подключена к источнику питания с более высоким напряжением, а более низкое напряжение должно использоваться для питания 74LVC2G07. Например, чтобы сдвинуть уровень сигнала от 3.3 В до 1.8 В, шину питания 1.8 В нужно подключить к устройству 74LVC2G07. Сопротивление подтягивающего резистора неважно, но необходимо учитывать постоянную времени RC-цепочки, образуемой этим сопротивлением с выходной емкостью 74LVC2G07, и выбирать сопротивление, исходя из требуемого быстродействия. Максимальный выходной ток 74LVC07A при напряжении питания 3.3 В равен 24 мА. Это означает, что при таком напряжении питания минимально допустимое сопротивление подтягивающих резисторов равно 150 Ом. Однако для снижения рассеиваемой схемой мощности сопротивления этих резисторов должны быть как можно более высокими.

Уровни «лог. 0» и «лог. 1» для вывода B определяются напряжением питания 74LVC2G07. Если оно равно 1.8 В, то при нагрузке 4 мА эти уровни составят 0.45 В и почти 1.8 В, соответственно. Таким образом, 74LVC2G07 и 74LVC2G241 обеспечивают быстрое и простое решение для двунаправленной трансляции уровней, не занимающее много места на печатной плате.

Материалы по теме