Помогите с расчетом преобразователя уровней на полевом транзисторе.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Тут нечего считать. Просто выбрать транзистор по сопротивлению при 3,3 В на затворе, с запасом.

А резисторы здесь вообще лишние, или могут быть любыми, допустимыми для выходов по сумме нагрузки.

Еще вопрос скорости, должна заряжаться емкость входа + провода через резистор (R1?) за нужное время.

+ не перепутайте вход и выход. (вход должен быть в точке 2, а выход 1).

Вот нашел:
Требование к характеристикам транзистора:
Тип: -----------------------------------N-канальный МОП-транзистор с режимом обогащения
Пороговое напряжение затвора:-----Vgs(th) не менее 0.1В, не более 2В
Сопротивление открытого канала:--Rds(on) не более 100 Ом при токе стока Id= 3 мА, Vgs= 2.5В
Входная емкость:----------------------Ciss не более 100 пФ при Vds= 1В, Vgs = 0В
Время переключения:-----------------ton toff не более 50 нс
Допустимый ток стока:---------------Id 10 мА или более
Выбрал транзистор BSS138.
Номиналы подтягивающих резисторов зависят от наихудших уровней напряжения питания и логических уровней, протяженности линии связи, а также от требований к времени нарастания/спада сигнала.
Выбрал резисторы номиналом 10кОм.

Схема работает в обоих направлениях.
Первая ситуация – 2 передает сигнал, 1 принимает.
Когда на выходе 2 установлена логическая единица, транзистор закрыт, и вход 1 с помощью резистора R1 подтянут к плюсу питания. Когда на выходе 2 установлен логический ноль, транзистор открыт, и вход 1 посажен на ноль.
Вторая ситуация – 1 передает сигнал, 2 принимает.
Когда на выходе 1 установлена логическая единица, транзистор закрыт, и вход 2 с помощью резистора R2 подтянут к плюсу питания. Когда на выходе 1 установлен логический ноль, через встроенный в полевой транзистор диод начинает течь ток и потенциал истока становится меньше потенциала затвора. Транзистор открывается, и вход 2 оказывается посажен на ноль питания.
Рассмотренные ситуации свидетельствуют, что логические уровни передаются в обоих направлениях.
Вопрос только будет ли схема работать если я вместо 3,3В подам 5В???

Может кто-нибудь посоветует, другой способ согласования логических уровней???

SN74LVC1T45.

Работает в обоих направления???

Да. Направления переключаются ногой. Оба напряжения питания сторон могут быть произвольно любыми.

Если нужна в точности такая же схема, как первоначальная, т.е. с подтяжкой резисторами, то вот:

TXS0101.

Она же, но с нормальными каскадами:

TXB0101.

Мне не подходит (Питание порта А = 1,65 - 3,6В). Преобразователь делаю для программатора (напряжение питания программатора 5В), чтобы можно было программировать микроконтроллеры с напряжением питания от 3,3 до 5В.

Всё думалось , где-то я уже это видел - дежавю просто какое-то.Вот вспомнилось -THE I2C-BUS SPECIFICATION PHILIPS

подходящий транзистор - FDV301N
http://www.fairchildsemi.com/ds/FD%2FFDV301N.pdf

Нет, однозначно всё в точности подходит, порт "А" полностью соответствует Вашему порту "2" из первого сообщения темы.

Да схема идеально подходит для применения в шинных системах 1-Wire, I2C. Подойдет ли она мне???


Да некорректно нарисовал, напряжение порта 2 может быть от 3 до 5В.


Спасибо.

THE I2C-BUS SPECIFICATION - это pdf файл я его где-то его выкладывал на форуме. Посмотрите поиском - там всё найдёте и расчёт резисторов

Спасибо, файл нашел.

Я применял эту схему в первом варианте клона ICD2 Пики программировались без особых проблем, с отладкой танцевать приходилось но проблема была не в согласовании.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Значит и мне должна подойти. Как транзисторы рассчитывали???

У схемы есть 3 особенности:
1) Напряжение порта 1 должно быть не меньше, чем порта 2
2) Схема создает дополнительную нагрузку (по 0) на оба порта в виде параллельно соединенных R1 и R2
3) Переход обоих портов из 0 в 1 обеспечивается только pull-up резисторами (R1 и R2). Могут быть проблемы с фронтами при больших частотах
В остальном вполне нормальная схема

Как думаете будет ли схема работать в программаторе, скорость 115200 бит/с.

Зависит от схемы програматора (и того, что програмируется)

програматор который от Petka (STK500), хочу программировать микроконтроллеры Avr с питанием от 3.3 до 5 вольт.

Это мне ничего не говорит, нужна схема
Опять же, если брать 'голый' МК, то это одно дело, а если он (МК) будет программироваться в составе устройства, то нужно смотреть на схему устройства

Если еще не поздно, то посмотрите в сторону 74HC244. Он используется в некоторых JTAGах и их китайских клонах для АТМЕЛовских МК и в USB-Blaster для ПЛИС. Выход контроллера 3,3 или 5В, а выход МС задается U питания самой МС.
даже при питании в 6В (максимальное) входной порог лог.1 составляет 3,2 В, т.обр. можно хоть до 6В линию сделать при выходе МК в 3,3В.

Подскажите, у TSX0104 будет существенное преимущество перед транзисторным вариантом из первого сообщения?
Требуется для согласования программатора (3.3В) и EMMC (1.8 В)

Преимущество однозначно будет. Схема из первого сообщения очень медленная.

Заказал TXS0104, дождался, развел и вытравил платку, отпаял EMMC, припаял ее проводками и... и ничего.
Пару минут стандартный картридер мигает светодиодом, потом в системе появляется новый диск, но при любых действиях с ним снова моргания пару минут и ошибка.
Долго гуглил, думал что неправильно подпаялся к EMMC, потом игрался с питанием, пробовал другой картридер, добавлял конденсаторы - ничего.
Решил подключить EMMC напрямую к ридеру, т.е. на вход TXS0104 - все аналогично. А вот когда отключил входы TXS0104 - флешка увиделась.
Подумал что криво развел земли. Начал резать дорожки, бросать пермычки, цеплять конденсаторы, но подключение любого из входов прерывает обмен с EMMC.
Отключил от TXS0104 землю - все равно она мешает. Отключил Vcca (низковольтную входную часть 1.8В) - EMMC снова определяется.
В итогде, получается такая картина: EMMC подключена к картридеру (3 сигнала - DAT Clk Cmd) напрямую, параллельно входы TXS0104. Ее выходы висят в воздухе. Низковольтное питание Vcca и вывод OE висят в воздухе. Подключаю картридер - сразу определяется, через flashnul делаю дамп - все отлично. Если подаю по-горячему питание на Vcca - обмен продолжается, отключаю Vcca, подаю питание на OE - процесс идет. Если подаю питание сразу на Vcca и OE - процесс останавливается.
Как это можно объяснить?
Сама TXS0104 живая. Если замыкаю вход или выход на землю, то на противоположном выходе или входе при этом тоже появляется ноль.

у меня на 400 кГц 5/3,3 В работает, в stk500 максимуму 465 кГц - наверное будет работать.
Но я как лентяй не сам паял, а купил готовые

Сергей

Сам спросил - сам отвечу. Похоже что не хватает быстродействия.
Оказалось что TXS0104 и TXS0108 отличаются не только числом выводов.
Для 0104 заявлено:
Max Data Rates
24 Mbps (Push Pull)
2 Mbps (Open Drain)
Далее в таблицах фигурируют те же числа.
0108 быстрее:
Maximum Data Rates
110 Mbps (Push Pull)
1.2 Mbps (Open Drain)
Странно, но в таблицах значения 60 Mbps и 2 Mbps. Получается что как минимум в 2.5 раза быстрее, если не в 4.5.
Заказал 0108. Приедет - проверю.

74HC259.
убиваем двух кроликов. и расширитель порта и комутатор уровней.

Подключаю ПЛИС с уровнем выходов 3,3 В (LVTTL) к микросхеме с питанием 5 В. Подключить нужно 9 выводов. Выводы микросхемы указаны в таблице:




Какой преобразователь уровней возможно использовать? 74HC244? 74HC259? TXS0104? TXS0108 или какой то другой? Нужна ли мне характеристика for Open-Drain and Push-Pull Applications в выбранном преобразователе?

Загляните сюда:
http://we.easyelectronics.ru/Shematech/sog...-ustroystv.html

74HCT244 и 74HC244
74HCT244 подключается к 5В питания и выходам ПЛИС (7-9)
74HC244 к 3.3 питания и входам ПЛИС (1-6). Между входами 74HC244 и выходами 5В микросхемы нужны резисторы

Но тактовую частоту до 50MHz они не потянут.

TXS0108 тоже подойдет (наверное), но по тактовой впритык.

По времянкам подойдут 74AHC244 и 74AHCT244.

А возможно вообще никаких преобразователей не понядобится, смотря что стоит на 5В стороне и есть ли защитные диоды на стороне ПЛИС (резисторы на входы ПЛИС в этом случае понядобятся)

А вообще лучше смотреть нормальные level translators

Если из перечисленных, то TXS0108. Критичные по частоте сигналы обязательно должны иметь источником Push-pull выходной каскад (какую характеристику смотреть, думаю, понятно). В первую очередь я имею в виду CLK. SPI, наколько я помню, тоже дружит с push-pull выходами (это не I2C).

Update:
А вообще, для преобразования 3.3В - 5В и push-pull драйверов подойдет и филипсовская схема из первого поста в теме. Только подходящий MOSFET и pull-up'ы подобрать надо (да и не все они и нужны, кстати). Были такие микросхемки - PI3C3125, PI5C3384 и т.п. фирмы Pericom Semiconductor, так вот они оченно хорошо использовались для адаптации 3.3В PCI чипов для подключения в 5В слоты (когда такие еще в заводе были). А принцип их работы - очень близок к этой схеме.

Как раз после этой статьи я и заморочился выбором преобразователя уровней.

Попробовал выбрать из нормальных. Выбирал по количеству согласуемых выводов:
http://www.nxp.com/products/discretes-and-...mp;tab=Products
Нашел 2 варианта:
74LVC(H)8T245
74LVC4245A

Микросхемы работают в двух направлениях, но перед выводом данных необходимо каждый раз выбирать режим работы преобразователя (в какую сторону идут данные определяет управляющий вывод), что мне кажется не очень удобным. Хотелось бы одной микросхемой убить двух зайцев за раз.
Я впервые столкнулся с выбором подобных преобразователей. Думал придется выбрать 2 преобразователя с меньшим количеством согласуемых выводов и один раз определить направление их работы, а линии на которые не хватит выводов согласовать делителем например.

Искал на 6 линий (бит) - оказалось только преобразователи HIGH-to-LOW level shifter (74HC4050/49), т.е. из 5 В в 3,3 В пошло бы, но мне надо наоборот.

Искал на 4 линий (бит) - не подходят по напряжению:

На частоты даже не смотрел. Не получается найти из нормальных. Может я ищу не правильно?

А чем вам PI5C3384 (10 линий) или TXS0108 (8 линий) не угодили? И то, и другое заказываемо. А в Москве наверняка можно и пару готовых оценочных модулей прямо со склада забрать, чтобы промоделировать ситуацию "в натуре". Что, кстати, настоятельно рекомендую (натурное моделирование).

Добрый день.
IDTQS3L384PA
Опыт применения положительный.

Не надо выбирать каждый раз. Сажайте вывод Dir на землю и используйте их как транслятор в одну сторону. Вам таких понадобится 2 штуки.

Не получится. У вас 2 набора сигналов, в одну и другую сторону. Эти м/сх не умеют предавать некоторые сигналы в одну сторону, а некоторые в другую.

Угу

Есть на 2 бита 74LVC(H)2T45

Или берите true двунаправленный - TXS0108 (возможно линию CLK придется чем нибудь более быстым согласовывать)

С IDTQS3L384PA и PI5C3384 будьте осторожнее - у них хорошо обстоит дело с перепадами 1->0 и очень плохо с 0->1 (т.к. в этом случае этот перепад на выходе должен обеспечить подтягивающий резистор, а на 50MHz с этим будут проблемы)
У TXS0108 есть встроенные схемы, которые сильно ускоряют процессы переходов 1<->0

Решил остановиться на этих вариантах. TXS0108 будет согласовывать все входы микросхемы, а выходы будут согласовывать две 74LVC(H)2T45. Если вдруг TXS0108 не справится с линией CLK 50 МГц, попробую состыковать эту линию через 74LVC(H)2T45. Как думаете справится 74LVC(H)2T45?

Или еще вариант использовать ADG3308 и ADG3304.

поиск выдает на них Product Diskontinue Notice

Начитался страшилок про ADG3308 и ADG3304. Теперь боюсь их использовать. Хотя было бы удобно использовать TXS0108E на входы микросхемы и ADG3304 на выходы.

Справится. Ставьте 74LVC(H)2T45 (или вообще 74LVC(H)1T45 ) на CLK 50MHz, а на все остальные ноги одну TXS0108 (насколько я понял там частоты на порядок ниже)

Вопрос насчет PI5C3384. При каком преобразовании (какие напряжения по обе стороны?) за ними был замечен подобный грешок? Исходя из их принципа работы при преобразовании 3.3V <=> 5V ничего ухудшится не должно. Просто потому, что LVTTL и TTL имеют одинаковые уровни 1 и 0, а перепад от 0 до 3.3В MOSFET будет отрабатывать в линейном режиме, просто транслируя в домен 5В изменение напряжения в 3.3В-домене. На этапе от 3.3В вверх до 5В - там да, будет работать подтягивающий резистор, но эта часть нас уже не волнует, т.к. все важное для логики уже произошло.

Вот если дело касается преобразования с несовместимыми напрямую уровнями логики - тогда да, переходы 0->1 будут страдать.

Не до 3.3В. У MOSFET'а есть ненулевой Vgt, так что он закроется раньше.

ТС не уточнил какие уровни в 5В домене, увы

Ну хорошо. Попробую сделать на 74LVC(H)1T45 и TXS0108.

Сейчас еще раз взглянул на первый пост LAS9891. Из таблицы вроде как следует, что задано преобразование LVTTL <=> 5V CMOS (надо ли там реально именно CMOS - это еще вопрос, но ТЗ именно таково). Так что классическим преобразователем на MOSFET'е таки не обойтись (в качестве альтернативы 74LVC(H)1T45), и сделанный выбор (74LVC(H)1T45 и TXS0108) - остается в силе.

я и сам рад был бы узнать .