La conversion avec un circuit de conversion de niveau est nécessaire lorsque le niveau de broche de la puce de commande principale ne correspond pas au niveau du dispositif de connexion externe.C’est un problème que presque tous les ingénieurs en électronique rencontrent.Aujourd’hui, je vais résumer quelques schémas de conversion de niveau couramment utilisés qui, espérons – le, vous aideront tous.
1. Utilisez la puce de conversion de niveau
C’est peut – être la chose la plus stable et la plus fiable dans tous les scénarios, donnez à la puce de conversion les deux côtés de l’alimentation électrique qui doivent être convertis, puis sur l’entrée – sortie de la puce sur le signal d’entrée – sortie qui doit être converti est ok, toutes les parties de conversion sont effectuées à l’intérieur de la puce.La figure suivante est un convertisseur de niveau bidirectionnel.
Ce programmeLes avantages sont nombreuxLe convertisseur ci – dessus peut atteindre jusqu’à 100 Mbps lorsque la tension d’alimentation vcca est supérieure à 2,5 V, ce qui est très rapide.En plus de cela, il y a des avantages tels que la forte capacité de conduite, la simplicité d’utilisation, etc.Bien sûrLes inconvénients existent égalementL’essentiel est qu’il n’y a pas d’avantage sur le prix, il est difficile d’utiliser les articles qui nécessitent un contrôle des coûts.
2. Triode ou niveau de conversion de tube mos
Il s’agit d’un schéma plus couramment utilisé et recommandé sur le datasheet du module NB – IOT que j’utilise.Comme le montre la figure ci – dessous, lorsque le terminal TxD est au niveau haut, la triode NPN est à l’état bloqué et le terminal rxd est tiré à sa tension d’alimentation;Lorsque l’extrémité TxD est au niveau bas, la triode NPN est passante et l’extrémité rxd est tirée au niveau bas, ce qui complète la transition de niveau.Les Triodes peuvent également être remplacées par des tubes MOS.
Ce programmeLe plus grand avantageIl n’y a rien de moins cher, combien de fois moins cher que la première option;Une fois de plus, la mise en page est simple et peut être raisonnablement mise en page en fonction de la taille de la carte.Inconvénients de ce programmeIl est également évident qu’il y a une limite à la vitesse, les données présentées dans le datasheet mentionné ci – dessus ne sont pas appropriées pour les applications avec des débits en bauds supérieurs à 460 800 bps.
3. Utilisez la tension partielle résistive pour convertir le niveau
Ce schéma devrait être le moins cher et n’utilise que la résistance, comme le montre la figure ci – dessous.Nous analysons ce circuit, lorsque le module de niveau 3,3 V envoie des données vers la droite, il ne passe que par la résistance de limitation de courant et atteint la droite avec un niveau dans la plage de réception du client.Deux tensions partielles résistives sont passées lorsque le client de niveau 5V envoie des données vers la gauche, qui reçoit la tension de fin 5V * 2K / (1K + 2K) ≈ 3,3v.
Les avantages de ce programmeIl va sans dire que le coût est extrêmement faible, seulement trois petites résistances, tout en facilitant la mise en page et en ne prenant pas de place sur la carte PCB.Bien sûrLes inconvénients sont également importantsAfin de réduire la consommation d’énergie, la valeur de la résistance de la portion de tension fractionnée ne peut pas être choisie trop petite, ce qui entraîne une capacité d’entraînement moins forte tout en ne pouvant pas être trop rapide en raison de l’influence de capacités parasites.Encore une fois, il n’y aura pas d’isolation totale, il y aura une diaphonie de courant, une influence mutuelle gauche – droite.
4. Niveau de conversion de la méthode de pince de Diode
La méthode de la pince à diode pour convertir les niveaux est également un schéma très courant, avec des circuits spécifiques comme le montre la figure ci – dessous.Analysons ce circuit.Lorsque le TxD gauche est au niveau bas, de sorte que le rxd droit obtient une tension basse égale à celle de la diode VD grâce à l’action de pincement de D2;Lorsque le TxD gauche émet un niveau haut.Grâce à l’action de pincement de D1, le rxd droit obtient un niveau haut de 3,3 V + Diode VD.Le groupe suivant comprend mieux que lorsque le TxD de droite émet un niveau haut de 5V, le rxd de gauche reçoit un niveau de 3,3v + VD, et choisir une diode Schottky avec une faible chute de tension peut rapprocher le niveau reçu de 3,3v.
Les avantages de ce programmeC’est peu coûteux, bon à mettre en œuvre, et il y a très peu de courant de fuite.Inconvénients par notre analyse ci – dessusVous devriez déjà savoir, c’est qu’il y a une erreur de niveau, cette erreur est la chute de tension directe de la diode, il y a un danger de dépasser le niveau de fonctionnement normal de la puce;Encore une fois, c’est la vitesse, car la présence de la résistance de limitation de courant ci – dessus affecte la vitesse, donc la vitesse ne peut être que de 100 K.
5. Le tube MOS combiné avec la diode convertit le niveau
Ce protocole a été finalement sélectionné et utilisé dans le projet par mes tests.Comme le montre l’image ci – dessous.Nous analysons que lorsque le TX gauche est bas, le rxd droit a une chute de pression directe de 0,3 V de 1n5819;Lorsque le TX gauche est haut à 3,3 V, le rxd droit est tiré à 1,8 v.Lorsque le TxD de droite est au niveau bas, le tube nmos est passant et le RX de gauche est tiré au niveau bas;Le tube nmos est bloqué lorsque le TxD droit est haut.Le RX gauche est tiré à 3,3 v.
Cette option est en fait très similaire à la deuxième option, de sorte que les avantages et les inconvénients sont similaires, les avantages sont peu coûteux et la capacité de conduire.L’inconvénient est que la vitesse n’est pas trop rapide non plus, j’ai travaillé de manière stable sur le projet en utilisant le débit en bauds à 115200 BPS, et je n’ai pas essayé plus haut.
Résumé
Nous résumons quelques points à noter lors du choix d’un circuit de conversion de niveau: le plus important est l’adaptation de niveau, le niveau converti doit être dans la plage d’acceptation du destinataire;Encore une fois, la capacité de conduite après conversion;Un autre point important est la vitesse, si à l’occasion de la demande de vitesse, la conversion de la forme d’onde complète a été déformée, il sera impossible de travailler;Enfin, il y a le coût, qui est également essentiel.