單電源轉換器正在成為任何板上必不可少的設備，用于連接在不同電壓水平下工作的兩個系統(tǒng)。轉換解決方案的輸入閾值 (V?il?, V?ih?) 應在驅動器的輸出電平 (V?ol?, Voh) 范圍內(nèi)，同樣，解決方案的輸出 (V?ol?, V?oh?) 應在接收器的有效輸入閾值范圍內(nèi)(V i?，?V?ih?)。

設計人員可以使用單電源轉換器或雙電源轉換器實現(xiàn)電壓轉換。

單電源轉換器示例包括SN74AUP1T和SN74LV1T。

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圖 1：單電源轉換器的功能框圖

這些器件具有單電源電壓，基本上跟蹤外圍電源電壓，如圖 1 所示。輸入端口具有過壓容限，這允許它們充當降壓轉換器。上轉換發(fā)生在與 V cc相適應的兼容的 V?ih?- V?il電平上。輸入信號的擺幅必須高于 V?ih并低于 V?il才能發(fā)生向上轉換。

先進的超低功耗 CMOS (?AUP?) 系列針對大約 0.5uA 的低功耗進行了優(yōu)化，而SN74LVT系列器件具有 1.8V 至 5.5V 的寬工作范圍。開漏器件允許靈活地轉換為由上拉電阻確定的電壓，但在輸出電壓較低時存在恒定電流流動的問題。預設（PRE）或清除（CUR）輸入的低電平設置或重置輸出，而與其他輸入的電平無關。當PRE和CLR處于非活動狀態(tài)（高）時，滿足設置時間要求的數(shù)據(jù)（D）輸入端的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)綍r鐘脈沖正走沿的輸出端。時鐘觸發(fā)發(fā)生在電壓水平，與時鐘脈沖的上升時間沒有直接關系。在保持時間間隔之后，可以在不影響輸出電平的情況下更改D輸入的數(shù)據(jù)。

使用單電源轉換器進行轉換時總是存在電流消耗較高的問題，這在功率敏感型應用中運行時變得至關重要，如圖 2 所示。

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圖 2：功耗分析

數(shù)據(jù)表中的 delta I?cc規(guī)格是每個輸入的電流消耗差異，它不在其中一個軌道上。當 V in大約在 V?cc的中點時， delta I?cc規(guī)格最高，以 mA為單位。??

雙電源轉換器設備基本上有兩個獨立的電源：一個跟蹤輸入端口，另一個跟蹤具有所需電壓轉換的外設，如圖 3 所示。

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圖 3：具有 V CCA和 V?CCB的雙電源轉換器

雙電源轉換器分為不同類別：雙向（LSF、Gunning Transistor Logic [GTL]）、自動方向感應（TXB、TXS）和方向可配置（AVCT、LVCT）。

雙向轉換器允許在其兩個充當輸入或輸出的端口中的任何一個上進行轉換。LSF 的核心是一個無源場效應晶體管 (FET) 開關，它使用外部上拉電阻在任意兩個電壓電平之間轉換。LSF 適用于高速開漏和推挽應用，整體范圍為 1V 至 5V，無需方向端子。GTL系列器件適用于低壓應用，可將3.6V 低壓晶體管-晶體管邏輯 (LVTTL) 轉換為 GTL 邏輯。

自動方向感應轉換器消除了為方向控制單獨輸入的需要，從而降低了軟件開發(fā)成本和相關的同步問題。

TXB010x和TXB030x器件適用于具有快速邊沿速率的推挽式應用，而TXS010x?/?-E 則適用于開漏應用。TXB010x和TXS010x?/-E 系列器件都具有部分斷電 I?off功能。圖 4 展示了TXB010x?/?TXS010x器件系列轉換能力與 TI 產(chǎn)品組合中提供的位寬的關系

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圖 4：自動方向感應轉換器分析

方向控制轉換器帶有一個單獨的方向控制引腳，用于確定通信方向。只要數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，就可能存在潛在的總線爭用，使用這些設備的方向控制可以消除這種爭用。圖 5 比較了提供的位寬與轉換電壓。AVC1T?45 器件的工作電壓范圍為 1.2V 至 3.6V，而LVC1T?45 器件的工作電壓范圍更廣，為 1.65V 至 5.5V。由于 I?off是這些器件的共同特性，它們提供 V?cc隔離，其中當任一 V?cc處于地電位時端口處于高阻抗模式。

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圖 5：可配置方向控制轉換器分析

AVC2T245 等單向轉換器具有雙電源，可跟蹤可配置為 0.9V 至 3.6V 的兩個獨立電壓，適用于低功耗電池使用。TI 的交叉開關技術 (?CBT?) 和轉換電壓鉗 (?TVC?) 系列具有向下轉換功能，可用于特定的開關應用。

設備之間不匹配的電壓電平會產(chǎn)生問題，可以通過使用單電源或雙電源轉換器來緩解這些問題。我們最近必須使用嗎？如果是這樣，我們是如何在設計中使用電壓轉換的？在閱讀了所有提供的選擇之后，我們會在下一個應用程序中使用相同的轉換方法嗎？