Kommt darauf an, was im Datenblatt unter Toleranz steht. 5V af 3V ist aber doch kein LDO. Das kann man mit einer einfachen Referenz, Transistor und ein paar R und C hinbekommen.
Fuer die Dateneingaenge wuerde ich vorsichtig sein. Dioden funktionieren nur in einer Richtung und koennen nicht hinunterziehen. Wenn, dann muesste man schon vier Dioden in die Hin- und eine in Rueckrichtung nehmen, vorausgesetzt dies haelt die Pegel im Datenblatt ein. Oder eben einen Level Translator Chip.
Für die Datenleitungen 5>3V kann man bei niedrigen Datenraten (und solange die nötige Flankensteilheit von z.B. irgendwelchen Clocks eingehalten wird) behelfsmässig Spannungsteiler oder R-Zener Kombinationen versuchen. Umgekehrt 3>5V funktioniert je nach Eingang (TTL geht, CMOS ist eher Zufall), Datenblattangaben für minimalen Ausgangs-High-Pegel beachten.
Mit Problemen sollte man aber rechnen. Besser ist da 5V-tolerante LV-Logik, wie 74LVX**. Für 3V>5V kann HCT funktionieren. Um nur einen Chip verbauen zu müssen kann man auch mit 5V Eingangs- und 5V-3State-Ausgangstoleranter LV- Logik (Buffer mit Enable) und Pullup was basteln, ist aber auch wieder kritisch bei schnellen Signalen. Es gibt auch fertige Pegelwandler, sind aber wohl nicht an jeder Ecke erhältlich.
Ob man die Betriebsspannung durch Dioden hinfummelt würde ich eher von den Schwankungen in der Stromaufnahme abhängig machen, sind sie grösser dann auf jeden Fall einen Regler nehmen.
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