不會(huì)設(shè)計(jì)電平轉(zhuǎn)換電路？3個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)實(shí)例分享

在下述的內(nèi)容中，小編將會(huì)對(duì)電平轉(zhuǎn)換電路的相關(guān)消息予以報(bào)道，如果電平轉(zhuǎn)換電路是您想要了解的焦點(diǎn)之一，不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。

一、單個(gè)MOS管實(shí)現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換電路

這部分介紹一個(gè)使用單個(gè)MOS管來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換的電路，非常簡(jiǎn)單使用，這個(gè)可以應(yīng)用在對(duì)速率要求不高的場(chǎng)景，大家把可以參考。

此圖為單個(gè)MOS管的電平轉(zhuǎn)換電路，用到一個(gè)NMOS和兩個(gè)10k電阻，非常簡(jiǎn)單，大家可以先自行理解一波，下面具體分析。

上圖為一個(gè)階段的過(guò)程變化，首先我們來(lái)分析下當(dāng)從右邊的高壓側(cè)向左邊的低壓側(cè)發(fā)生電平變化時(shí)，電路會(huì)有什么反應(yīng)。

當(dāng)右側(cè)開(kāi)關(guān)直接接地，3.3V變?yōu)?V時(shí)，模擬輸入一個(gè)低電平，此時(shí)MOS管Q1的漏極電壓為0V,由于MOS管的體二極管原因，左側(cè)1.8V電，經(jīng)過(guò)電阻R1,MOS管的體二極管，流入GND,此時(shí)MOS管Q1的源極電壓大概為0.6V左右，因此MOS管Q1的GS間電壓為Vgs=1.8V-0.6V=1.2V,由于1.2V的電壓已經(jīng)達(dá)到MOS管Q1的導(dǎo)通電壓，MOS管Q1開(kāi)始導(dǎo)通，當(dāng)MOS管Q1導(dǎo)通以后，由于內(nèi)阻極小，會(huì)使MOS管源極電壓變?yōu)?V，便實(shí)現(xiàn)了0V輸出。

當(dāng)右側(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)以后，MOS管Q1的漏極會(huì)被拉到3.3V,此時(shí)模擬的是高電平輸入，此時(shí)MOS管Q1的Vgs電壓變?yōu)?V,因此MOS管Q1不導(dǎo)通，處于截止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)而電阻R1被上拉，MOS管Q1的源極電壓變?yōu)?.8V,實(shí)現(xiàn)了3.3V轉(zhuǎn)換為1.8V的電平轉(zhuǎn)換。

現(xiàn)在我們來(lái)分析下當(dāng)從左邊的低壓側(cè)向右側(cè)的高壓側(cè)發(fā)生電平變化時(shí)，電路會(huì)有什么反應(yīng)。

當(dāng)左邊芯片內(nèi)部開(kāi)關(guān)短接，變?yōu)?V時(shí)，MOS管Q1的源極電壓為0V,此時(shí)MOS管Vgs電壓為1.8V，達(dá)到MOS管開(kāi)啟電壓，因此MOS管的漏極電壓被拉到0V,實(shí)現(xiàn)了低電平轉(zhuǎn)換。

當(dāng)左邊芯片內(nèi)部開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電阻R1被上拉，此時(shí)MOS管Q1的源極電壓為1.8V，Vgs=0V,因此MOS管漏極的電壓會(huì)被右邊的3.3V電經(jīng)過(guò)電阻R2拉為3.3V。

二、另外兩例電平轉(zhuǎn)換電路

第一例：

第一例電路用了兩個(gè)NPN三極管，我們先看單片機(jī)的發(fā)送，RS232的接收部分：

當(dāng)單片機(jī)的TXD輸出高電平時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，RXD（2）輸出接近0V；當(dāng)單片機(jī)的TXD輸出低電平時(shí)，三極管Q1截止，RXD（2）輸出5V，剛好在RS232的邏輯0（電壓范圍+3V～+15V）。

從分析可以看出，邏輯低電平的轉(zhuǎn)換是滿(mǎn)足的。但是邏輯高電平轉(zhuǎn)換時(shí)，RS232的RXD（2）端是0V，并沒(méi)有在RS232的邏輯1（電壓范圍-3V～-15V）內(nèi)。但是毛豆告訴我他這個(gè)電路使用過(guò)，沒(méi)有問(wèn)題。我個(gè)人認(rèn)為是因?yàn)?V在-3V和+3V之間，這之間的電壓值對(duì)RS232的邏輯判斷是不穩(wěn)定的，即可能是0，也可能是1；有的電腦可以使用，而有的電腦則不可以。

再看看單片機(jī)接收，RS232串口發(fā)送部分：

當(dāng)TXD（3）輸出高電平時(shí)（電壓范圍-3V～-15V），三極管Q2截止，RXD輸出5V，單片機(jī)可識(shí)別出為高電平；當(dāng)TXD（3）輸出低電平時(shí)（電壓范圍+3V～+15V），三極管Q2導(dǎo)通，RXD輸出接近0V的電壓，單片機(jī)可識(shí)別出為低電平。

第二例：

第二例電路則用了PNP和NPN來(lái)設(shè)計(jì)的，同樣我們先看單片機(jī)的發(fā)送和RS232的接收部分：

當(dāng)單片機(jī)的TXD輸出高電平時(shí)，三極管Q1截止。RS232串口的RXD（2）要獲得邏輯高電平，就得從TXD（3）獲取負(fù)壓。當(dāng)單片機(jī)的TXD輸出低電平時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，那么Q1的集電極點(diǎn)電位有接近5V的電壓，經(jīng)R2使RXD（2）獲得一個(gè)大于+3V的電壓，即RS232的邏輯0.

所以用這個(gè)電路傳送數(shù)據(jù)時(shí)，要求RS232串口端的TXD（3）有個(gè)穩(wěn)定的負(fù)電壓，推薦一個(gè)中間值-9V。

RS232端發(fā)送和單片機(jī)接收和第一例電路工作原理一樣。

經(jīng)由小編的介紹，不知道你對(duì)電平轉(zhuǎn)換電路是否充滿(mǎn)了興趣？如果你想對(duì)它有更多的了解，不妨嘗試在我們的網(wǎng)站里進(jìn)行搜索哦。