Nivåväxling

Inom digital elektronik är en nivåväxling , även kallad logisk nivåväxling eller spänningsnivåöversättare , en krets som används för att översätta signaler från en logisk nivå eller spänningsdomän till en annan, vilket möjliggör kompatibilitet mellan integrerade kretsar med olika spänningskrav, såsom TTL och CMOS . Moderna system använder nivåskiftare för att överbrygga domäner mellan processorer, logik, sensorer och andra kretsar. Under de senaste åren har de tre vanligaste logiska nivåerna varit 1,8V, 3,3V och 5V, även om nivåer över och under dessa spänningar också används.

Typer av nivåväxling

Enkelriktad – Alla ingångsstift är dedikerade till en spänningsdomän, alla utgångsstift är dedikerade till den andra.

Dubbelriktad med dedikerade portar – Varje spänningsdomän har både ingångs- och utgångsstift, men stiftets datariktning ändras inte.

Dubbelriktad med extern körriktningsvisare – När en extern signal ändras blir ingångarna utgångar och vice versa.

Dubbelriktad, automatisk avkänning – Ett par I/O-spännande spänningsdomäner kan fungera som antingen ingångar eller utgångar beroende på extern stimulans utan behov av en dedikerad riktningskontrollstift.

Implementering av hårdvara

Fixed function level shifter ICs - Dessa ICs tillhandahåller flera olika typer av nivåskifte i fasta funktionsenheter. Ofta samlade i 2-bitars, 4-bitars eller 8-bitars nivåskiftningskonfigurationer som erbjuds med olika VDD1- och VDD2-intervall, översätter dessa enheter logiska nivåer utan någon ytterligare integrerad logik eller timingjustering.

Konfigurerbara IC:er med blandad signal (CMIC) – Nivåväxlingskretsar kan också implementeras i en CMIC. Den programmerbara naturen hos CMIC:er utan kod tillåter designers att implementera helt anpassningsbara nivåskiftare med det extra alternativet att integrera konfigurerbar logik eller tidsjusteringar i samma enhet.

Tillämpningar av nivåskiftare

Eftersom nivåskiftare används för att lösa spänningsinkompatibiliteten mellan olika delar av ett system, har de ett brett utbud av applikationer också. Nivåväxlingar används ofta i gränssnitt för äldre enheter och även i SD-kort, SIM-kort, CF-kort, ljudkodekar och UART.

Se även

• Linjenivå

externa länkar

• Spänningsnivåöversättningsguide , Texas Instruments.

IC-exempel från tre olika logikfamiljer

• 74AXC1T45 , 1-bitars dubbelriktad med riktningskontroll, dubbelmatning av 0,65V-3,6V översatt till 0,65V-3,6V, endast tillgänglig i SMD-paket. 4-bitars 74AXC4T245 och 8-bitars 74AXC8T245 finns också.
• 74LVC1T45 , 1-bitars dubbelriktad med riktningskontroll, dubbelmatning av 1,65V-5,5V översatt till 1,65V-5,5V, endast tillgänglig i SMD-paket. 2-bitars 74LVC2T45 och 8-bitars 74LVC8T245 finns också.
• 4504B , 6-bitars enkelriktad, dubbelmatning av 5V TTL eller 5V-18V CMOS översatt till 5V-18V CMOS, tillgänglig i DIP- eller SMD-paket.