本帖最后由 aotumanv1 于 2023-6-1 23:15 编辑
二、分立元器件实现
分立器件搭建电平转换电路的方式有很多，下面介绍一些常见的转换电路
1、用 NPN 管搭建的单向电平转换电路
（1）如下图 3 为一款单向电平转换的分立电路。左侧 IN 为输入，右侧 OUT 为输出，左右两侧分别为相互转换的两个不同的电压域。其实现原理如下：
当 IN 输入 0V 时，三极管 Q1 导通，OUT 被拉低到接近 0V 电平，实现低电平转换；
当 IN 输入高电平(VDDA)时，三极管 Q1 截止，此时 OUT 被上拉至 VDDB，从而实现高电平转换。
C1 作用，我们通常会在 R1 上并联一个小电容，滤除转换过程中的干扰；
R2 摆放位置，R2 注意放在靠近 1V8 电压域所在的模块附近；
（2）使用注意事项： 1）电路接法，一般输入端 IN 接串口的设备 A 的 TXD，接收端 OUT 接设备 B 的 RXD； 由于三极管存在极间电容，因此该电路适用于速率要求不高、成本较低的方案 ；使用频率应小于1MHz若将此电路用在高速场合下，波形出现了明显的畸变。
2、由两个 NPN 管搭建的单向电平转换电路单向转换的电路，如下图 6 实现原理如下： （1）当输入 IN 为低电平时，三极管 Q1 关断，三极管 Q2 导通，输出 OUT 被拉低，从而实现低电平转换；当输入 IN 为高电平(VDDA)时，三极管 Q1 导通，从而 三极管 Q2 被拉低关断，从而输出 OUT 被 R4 拉高到 VDDB，从而实现高电平转换。此电路只能实现左侧 IN 输入，右侧 OUT 输出，不能反向传输。
3、用 MOS 管搭建的双向电平转换电路
（1）如上图所示是常用的分立器件搭的电平转换电路，具体工作过程如下： 1）当 Net1 输出高电平时，MOS 管 Q1 的 Vgs=0，MOS 管关闭，Net2 被电阻R2 上拉到 5V； 2）当 Net1 输出低电平时，MOS 管 Q1 的 Vgs=3.3V，大于导通电压阈值，MOS 管导通，Net2 通过 MOS 管被拉低到低电平； 3）当 Net2 输出高电平时，MOS 管 Q1 的 Vgs 不变，MOS 管维持关闭状态，Net1 被电阻 R1 上拉到 3.3V； 4）当 Net2 输出低电平时，MOS 管 Q1 不导通，MOS 管先经过体二极管把 Net1 拉低到低电平，此时 Vgs≈3.3V，MOS 管导通，进一步拉低 Net 的电压； （2）注意事项： 1）该电路只能用于收发双方都是开集（Open Collector, OC）或开漏（Open Drain, OD）结构输出的双向信号线。比如常见的 I2C 通讯。 2）VCC_S1 <= VCC_S2 3）MOS 管导通电压门限（Vth(GS)里面的最大值）需要小于低电源电压。
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