电压级翻译:连接一个日益变化的电压的世界

如今，微处理器、soc和asic被制造在不同的技术节点上，导致不同的电压供应水平。这些变化的电压水平可以阻止设备彼此交谈，除非我们使用电压级转换器。

生长的BDVL翻译市场

电压级转换器，尤其是双向电压电平（BDVL）翻译器的市场稳步增长。例如，刚刚结合了最近的二极管发布了双向电压转换器，PI4ULS3V4857，这可以将1.8 V信号转换为1.8 V至1.8 V至3.0 V信号。

PI4ULS3V4857的框图。使用的图像礼貌二极管合并

据新闻稿称，该设备兼容SD 3.0，专为SD/micro SD卡读卡器、无线接入点和5G飞蜂窝等应用设计。它还可以在高达208mhz的时钟速率下工作，加上低电压能力，允许该设备与一些最新的SoC和ASIC技术一起使用。

什么是电压转换器?

为了针对不同的设备彼此数字地通信，它们都必须能够在逻辑电平方面解释相同的数字信号。逻辑电平值取决于电源电压电平，因为一些常见的数字设备具有+ 5V，+ 3.3V，+/- 5V等电压电平。

如果设备彼此恰好地挂钩，则它们只能在共享电源电压水平时正确沟通。然而，如果它们使用电压级转换器，则任何设备都可以与另一个设备通信。这可能发生，因为这些设备将输入信号转换为与输出侧的电源轨兼容的输入信号。

此过程如下图所示：

图1。单向翻译器的示例，来自半导体的FXLP34。使用的图像礼貌在半导体上

此设置唯一的问题是转换器仅具有一个预定义的输入和一个预定义的输出。这不是非常有效的，因为许多数字通信协议需要与两个设备通信。

两种类型的双向翻译

一个更可靠的解决方案是电压转换器，它可以根据哪个设备是输入，哪个设备是输出来改变方向。有两种方法可以实现这一点，如下所示:

图2。双向转换器的示例，FXLH1T45来自半导体。使用的图像礼貌在半导体上

从图2中，我们看到一个具有来自其中一个连接设备的第三输入的双向转换器。基于该输入，转换器将确定哪个设备是输入，并且是输出。虽然这种方法确实工作，但在半导体中，它不是执行翻译的理想方法。

方向控制的负担现在仍然在设备A或B上，因此设计人员必须采取额外的步骤，以便与此转换器正确运行。

图3提供了一个简单得多的选项，因为它是最健壮的双向转换器—包括自动定向特性。

图3。自动方向总线保持转换器的例子，来自ON半导体的FXLA101。使用的图像礼貌在半导体上

这是通过执行“总线保持”功能的电路完成的。这个电路的一个样本如下所示:

具有总线保持功能的电路的框图。使用的图像礼貌在半导体上

该电路将检测到一个HIGH-LOW或LOW-HIGH过渡，并在短时间内超时。在此超时期间，存储前一个状态。当发现下一个转换时，电路将基于存储的前一个状态驱动电路进入新的状态，在新的状态中，该状态决定了输入和输出的方向。

理论简单，实际应用复杂

包括双向电压电平转换器的子集的电压电平转换器是关键的组件，以适应各种操作电压。虽然这些设备的原则上可能很简单，但事实上它们具有很大的功能，并且需要正确地放置在电路内，以确保最佳操作