有負(fù)電勢(shì)的反相電平轉(zhuǎn)換電路

數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求考慮使用多個(gè)核心電壓。存儲(chǔ)器工作在1.8V,I2C和FPGA器件的工作電壓為3.3V,微控制器工作在5V,而電荷耦合器件圖像傳感器則需要-9V~8V的工作電壓。每種器件的時(shí)鐘必須適應(yīng)于其工作電壓。

可以用下圖中的電平轉(zhuǎn)換電路，將輸入時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整到適當(dāng)?shù)倪壿嫺吆瓦壿嫷碗娖?，包括?fù)電壓。這種特性對(duì)于需要負(fù)電壓的器件很方便，如電荷耦合器件傳感器。雖然電路的輸出時(shí)鐘會(huì)相對(duì)輸入時(shí)鐘做180°反相，但這個(gè)反相并不影響器件的功能。

這是一款簡(jiǎn)單而快速的電平轉(zhuǎn)換電路，可以將輸入時(shí)鐘調(diào)節(jié)為適應(yīng)正、負(fù)電壓電平。

電平轉(zhuǎn)換電路包括快速切換的晶體管Q1和Q2.用戶選擇電平轉(zhuǎn)換為高和轉(zhuǎn)換為低，這是直流偏置電壓，連接到晶體管的射極，以匹配于所需要的輸出高邏輯電平和低邏輯電平。C1、R1、D1、C2、R2和D2使Q1和Q2的基極電壓保持在接近于射極電壓。

由于存儲(chǔ)器和電荷耦合器件傳感器通常有高頻時(shí)鐘，因此可以通過(guò)選擇C1和C2防止低頻噪聲的通過(guò)。圖中的電路用了一個(gè)20MHz的信號(hào)做測(cè)量（下表），因此C1和C2的值都采用100pF.當(dāng)輸入電壓的時(shí)鐘為低時(shí)，Q1導(dǎo)通而Q2關(guān)斷，將輸出電壓的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)到電平轉(zhuǎn)換的高電位。當(dāng)輸入電壓的時(shí)鐘為高時(shí)，Q1關(guān)斷而Q2導(dǎo)通，將輸出電壓的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)到電平轉(zhuǎn)換的低電位，即使該電位相對(duì)地為負(fù)。

由于電路有高的切換速度，元件引線要盡量短，以減少電感，尤其是C3至C6與各自相應(yīng)晶體管射極的接線，以及連接地層或輸出地回路。