一、什麽(me) 是電平轉換

電平轉換就是電壓轉換。“電平”就是指電路中兩(liang) 點或幾點在相同阻抗下電量的相對比值。這裏的電量自然指“電功率”、“電壓”、“電流”並將倍數化為(wei) 對數，用“分貝”表示，記作“dB”。分別記作：10lg(P2/P1)、20lg(U2/U1)、20lg(I2/I1)上式中P、U、I分別是電功率、電壓、電流。使用“dB”有兩(liang) 個(ge) 好處：一是讀寫(xie) 、計算方便。如多級放大器的總放大倍數為(wei) 各級放大倍數相乘，用分貝則可改用相加。二是能如實地反映人對聲音的感覺。實踐證明，聲音的分貝數增加或減少一倍，人耳聽覺響度也提高或降低一倍。即人耳聽覺與(yu) 聲音功率分貝數成正比。

二、為(wei) 什麽(me) 要進行電平轉換？  

電平轉換針對的是兩(liang) 個(ge) 或者兩(liang) 個(ge) 以上的CPU之間的通訊需要進行的一種轉換技術，兩(liang) 個(ge) CPU如果供電電壓不一樣，比如一個(ge) 是1.2V，另一個(ge) 是3.3V，那麽(me) 在電平不匹配的情況下工作，會(hui) 造成信號傳(chuan) 輸出錯；如果二者電壓相差較大，嚴(yan) 重的可能會(hui) 損壞芯片。

以TTL 5V和CMOS 3.3V為(wei) 例，他們(men) 的高低電平範圍不一樣，如果不進行電平轉換，邏輯則是混亂(luan) 的。      

三、電平轉換電路舉(ju) 例

2.1、單向電平轉換電路  

上麵數據傳(chuan) 輸方向是從(cong) 右到左，即TXD-2傳(chuan) 到RXD-1

①當TXD-2為(wei) 低電平時，D1導通，RXD-1被拉低；

②當TXD-2為(wei) 高電平5V時，D1截止，RXD-1被拉高到3.3V高電平；  

下麵數據傳(chuan) 輸方向是從(cong) 左到右，即TXD-1傳(chuan) 到RXD-2

③當TXD-1為(wei) 低電平時，Q1導通，RXD-2被拉低；

④當TXD-1為(wei) 高電平3.3V時，Q1截止，RXD-2被拉高到5V高電平。    

2.2、雙向電平轉換電路   

①當DAT1為(wei) 高電平3.3V時，Q2截止，DAT2被上拉到5V高電平；  

②當DAT1為(wei) 低電平時，Q2導通，DAT2被拉低；  

③當DAT2為(wei) 高電平5V時，Q2不通，DAT1被上拉到3.3V高電平；  

④當DAT2為(wei) 低電平時，MOS管裏的體(ti) 二極管把DAT1拉低到低電平，此時Vgs約等於(yu) 3.3V，Q2導通，進一步拉低了DA1的電壓。    

四、注意事項

①上拉電阻的取值  

上拉就是要把VCC的電壓上拉給I/O口使用，同時起到限流的作用。一般取值為(wei) 10K、5.1K、4.7K。

阻值越小，可以提供更大的電流驅動能力，速率越高，但功耗也越高。在滿足電路性能的前提下，用阻值更大的電阻，功耗更低。

②MOS選型

Vgs(th)閾值電壓。MOS管Vgs電壓過高會(hui) 導致MOS管燒壞，過低也會(hui) 導致MOS管打不開。實際使用時為(wei) 保證完全導通，設計上要多預留餘(yu) 量。

MOS管常用2N7002，便宜可靠。    

小結：  

二極管，三極管和MOS管組成的電平轉換電路，優(you) 點是價(jia) 格便宜，缺點是要求使用在信號頻率較低的條件下。選型時，盡量選用結電容小、開關(guan) 速率高的管子。  

集成IC組成的電平轉換電路，優(you) 點是速率高，通常可以用在幾十MHz信號的電平轉換中。缺點是成本較高。在成本控製嚴(yan) 格的產(chan) 品中綜合考慮性能與(yu) 價(jia) 格進行選型。

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