Artan Gerilim

Doğrudan değiştiremediğim 0V ila 1.4V ikili sinyalim var. 1.4V'yi en az 2.5V'a yükseltmek için hangi devreyi (PCB'de) kullanabilirim.

Bir transistöre ihtiyacım var mı? Ben 1.4V olduğunda "kapanacak" bir anahtar arıyorum sanırım? Elektronikte tam bir çaylağım, ama fizikte ve denklemleri anlamada iyiyim

Bir mantık seviyesi değiştiricisi istiyorsunuz.

Sizin için her şeyi yapan paketlenmiş yongalar var, ancak kendinizi ayrı parçalardan inşa etmek de zor değil. Bunu yapmanın birçok yolu vardır, her biri farklı ödünç verilere sahiptir.

NXP Semiconductors'ın AN10441'den bu işlevi almanın oldukça zarif bir yolu olduğunu düşünüyorum:

Bu şema, iki sinyal hattına sahip bir I²C veriyolundaki mantık seviyesi kaydırıcıyı gösterir. Yalnızca bir hatta kaymaya ihtiyacınız varsa, biri kapısında diğeri boşaltma kanalında olmak üzere sadece bir MOSFET ve iki adet çekme direncine ihtiyacınız vardır. Benzer şekilde, daha fazla satıra ihtiyacınız varsa, her bir satıra bir MOSFET ve bir çift çekme direnci eklemeniz yeterlidir.

Şematikte gösterilen örnek için 3,3 V ve 5 V mantık düzeyleriyle, her yerde bulunan 2N7000 gibi küçük sinyalli MOSFET çalışır. Çoğu jenerik MOSFET , 1,4 V mantık seviyenizle çalışmak için çok yüksek bir V _{GS (th)} değerine sahiptir . Vishay TN0200K veya Zetex (Diodes, Inc.) ZXMN2B14FH gibi daha özel bir şeye bakmanız gerekecek .

Çekme dirençlerinin ( _Rp ) değerleri , uygulamaya biraz bağlıdır, ancak o zaman bile geniş bir aralığa sahip olacaktır. 10 kΩ burada hız, gürültü ve mevcut çekiş arasında iyi bir denge sağlayan popüler bir değerdir. Bazı durumlarda 1 kΩ kadar düşük bir değer kullandığımı, bazılarında ise 1 MΩ değerinde kuzey değerlerini görebiliyordum.

Uygulama notu, devrenin nasıl çalıştığını açıklar, ancak yorumlamak için:

• Veri hattına hiçbir şey bağlı olmadan, çekme dirençleri veri hattını bir tarafta düşük voltaj mantık seviyesine (V _DD1) , diğer tarafta yüksek voltaj mantık seviyesine (V _DD2 ) getirir.

• Alçak gerilim tarafı sinyal hattını indirdiğinde, MOSFET'in kaynak pimini aşağı doğru sürükler. Kapı yüksek bağlandığından, V _GS V _{GS (th)} eşiğini geçtiğinde MOSFET'in açılmasına neden olur , böylece yüksek voltaj tarafını aşağıya doğru sürükleyerek iletken olur.

• Yüksek voltaj tarafı aynı şeyi yapmak istediğinde, daha karmaşıktır. Bu devre şeması, her MOSFET'in içinde, yukarıdaki şematik MOSFET sembolünde gösterilen parazitik bir diyotun bulunduğu gerçeğine dayanır. (MOSFET sembolü her zaman parazit diyot gösteriliyken çizilmez, ancak her zaman oradadır.) Drenaj pimini aşağı doğru sürükleyerek, yüksek voltaj tarafı bu diyotun çalışmasına neden olur, bu da düşük voltajlı tarafın kaynak pimini aşağı doğru sürükler önceki durumda olduğu gibi aynı şeyin gerçekleşmesine neden olur.

Devrenin varsayılan olarak "yüksek sürüş" yapma eğilimi tüm uygulamalar için uygun olmayabilir. Bir ucun bağlantısı kesilebiliyorsa ve bağlı kalan cihaz aktif olarak veri hattını aşağı çekmiyorsa, veri hattı yüksek seviyeye çıkacaktır. I²C için bu iyidir, çünkü yüksek mantık seviyesi normal rölanti durumudur. Veri hattınız bu şekilde çalışmaz, ancak iki uç da fişten çekilemezse ve hattın düşük olmasını istediği zaman en az bir uç her zaman aktif olarak hattı aşağı çekiyorsa, bu devre yine de çalışır.

Not : Düzeltilmiş mantık ters çevirme sorunu.

2. Güncelleme : BJT yerine MOSFET kullanarak sabit çıkış voltaj aralığı

Sorunun tanımladığınız temelleri "mantık seviye değiştirici" veya dönüştürücü olarak adlandırılır. Özü, belirli bir sinyal seviyesinde dijital bir mantık (ikili) sinyale sahip olmanız ve onu başka bir sinyal seviyesine uyarlamak istediğinizdir.

Dijital mantık sinyalleri normal olarak ait oldukları orijinal mantık ailesine göre sınıflandırılır . Örnekler arasında TTL (düşük: 0, yüksek: + 5V), CMOS (düşük: 0, yüksek: 5 - 15V), ECL (düşük: -1,6, yüksek: -0,75), LowV (düşük: 0V, yüksek: +3,3 ).

İdeal olarak, anahtarlama eşiğinin de farkında olmalısınız. Örneğin , ilk iki grafikte TTL mantık gerilimi seviyelerini gösteren mantık sinyali voltaj seviyeleri .

0 veya 1.4V olan bir mantık sinyalini yükseltmek isterseniz, tek bir transistör seviye dönüştürücü olarak çalışmak üzere elektronik bir anahtar olarak yapılandırılabilir.

(src: mctylr )

Daki uygulamada çıkış 5V-seviyeli çıkış (0 ya da 5V düşük / yüksek durumuna bağlı olarak) ve M1ortak bir küçük işaret N-kanal modu MOSFET transistörü olabilir 2N7000 de TO-92 plastik geçiş deliğinin ve SMT paketleme.

Dirençler R2330Kohms olmalıdır (ek direnç bileşeni ayrıntıları kritik değildir, örneğin% 1 veya% 5 tolerans, 1/8 ila 1/4 Watt değeri iyidir).

Direncin direnç değerleri özellikle kritik değildir, yaklaşık bir standart değer seçtim, böylece M1iletken değilse , çıkış yapılırken ~ 0.8 V'un altında olur M1(yani giriş 1.4V, 'yüksek') sonra çıkış yaklaşık 5V olacaktır. Hızlı bir SPICE simülasyonu kullanarak değeri seçtim.

V3+ 1.4V voltaj kaynağıdır ve V2+ 5V voltaj kaynağıdır.

Diğer değerler (tolerans ve watt), gerçek dünya bileşenini seçmek için kullanılan yaygın delik içi bileşen değerleridir, ancak bu uygulamada kritik değildir.

Bu çok basit ve küçük bir devre, üç yaygın elektronik parça için yaklaşık yirmi beş sent veya daha azına mal oluyor.

Herhangi bir yüksek hızlı gereksinimden (yani anahtarlama hızı) bahsetmediğiniz için, bu çoğu basit durumda işe yarayacaktır.

Anahtarlama sırasında istenen voltaj salınımını vermek için tek bir BJT yapmakta sorun yaşadığım için bipolar kavşak transistörü yerine bir MOSFET kullanma yaklaşımını benimsedim. Tasarım açısından, FET'ler (ve MOSFET'ler) hakkında güzel olan şey, BJT olarak akım kontrollü olmaktan ziyade voltaj kontrollü cihazlardır (bir tasarım modeli açısından).

Birkaç ayrık bileşenle (transistörler ve dirençler) bir mantık seviyesi değiştirici (buna denir) oluşturabilir veya tek bileşenli bir çözüm, yani IC için gidebilirsiniz. Çoğu IC, 1,4 V kadar düşük giriş voltajlarını kabul etmez, ancak Fairchild'in FXLP34'ünü buldum . (FXLP34P5X'i istiyorsunuz, diğer sürümlerde kurşunsuz paketler var ve bu nedenle lehim yapmak daha zor)
Bağlantı şeması:

A , düşük seviyeli giriş sinyalini sağladığınız yerdir, Y , "yüksek" seviyeli çıkış sinyalinizdir. Vcc1 , 1,4 V bağlantınızdır, gerekli çıkış voltajını Vcc'ye (3,6 V'a kadar) bağlayın .
Cihazın düşük miktarlarda elde edilmesi zor olabilir, belki bir distribütör birkaç numune verebilir.

PS: evet, o küçük imleç veri sayfasında görüntüde mevcut :-)

edit
PCB boşluğunun yüksek olması durumunda alternatif bir parça: OnSemi NLSV1T34 bir Damn Small ™ 1,2 mm x 1 mm DFN'de mevcuttur . SOT-353'teki ölümlüler için de .

Voltajı değiştirmek için güvenilir bir el sargısı transformatörü kullanabilirsiniz. Bir kitapçıya gidin ve amatör radyo için ARRL Genel Sınıf Lisans Kılavuzunun bir kopyasını alın. Size bunu nasıl yapacağınızı öğretir.

Voltaj kontrollü anahtar için Panasonic, 1381 voltaj tabanlı tetikleyici olarak adlandırılan bir IC yapar. Voltaj belirli bir seviyenin altına düştüğünde bir anahtarı kapatmak için tasarlanmıştır (genellikle pil bittiğinde cihazları kapatmak için). Kullanılabilir Solarbotics dan .

Mantık sinyali 1.4V olduğunda kapanıp 0V olduğunda açılan bir anahtar istiyorsanız, çok az ihtiyacınız vardır:

Transistör mantık seviyesi yüksek olduğunda açılacak, düşük olduğunda kapanacaktır. Güç kaynağı ile transistörün toplayıcısı arasında kontrol etmek istediğiniz her şeyi bağlayabilirsiniz. Sinyal, giriş mantığı sinyalinden tersine çevrilmesine rağmen, toprak ile besleme arasında giden bir mantık sinyali yapmak istiyorsanız, bu sadece bir direnç olabilir. Veya seri olarak uygun akım sınırlama direncine sahip bir LED veya başka birçok şey olabilir. Sürülen şey endüktif olabiliyorsa, indüktör kapatıldığında geri tepme akımını yakalamak için toplayıcıdan güce bir diyot eklenmelidir.

Bu, açıkken transistörün tabanından yaklaşık 1 mA koyar. Transistör için yaklaşık 50 garantili bir kazanç elde ederek, transistörün bir anahtar olarak çalışmasını sağlamak için çıkış 50 mA'ya kadar iyidir.

Güç gerilimi giriş mantığı seviyelerinden bağımsızdır ve sadece bu örnekte 40V olan transistörün maksimum Vce spesifikasyonunu aşmamalıdır.

Düşük voltaj tarafından dalga formu üzerinde kontrolünüz var mı? Eğer öyleyse, pompayı daha yüksek voltaja şarj etmek için bir doğrultucu voltaj çift devresi kullanılabilir. Bu yaklaşıma sahip tek sorun, düşük voltajlı yan çıkışın "yüksek / düşük" bir sinyalden "taşıyıcı / taşıyıcı yok" sinyaline gitmesi gerektiğidir.