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bidirektionale Logikpegelumsetzer

Wenn ich 5V und 3,3V Logikpegel bidirektional verbinden möchte, was ist dazu am besten geeignet? Scheint da ja einige Chips zu geben, z.B. das hier:

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was auch in dem GODIL-Modul von OHO-Elektronik verwendet wird. Hier habe ich eine Beschreibung gefunden:

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Ich verstehe noch nicht ganz, was MNSW da drin in Figure 4 genau macht. Aber wenn ich das richtig verstehe, dann läuft das prinzipiell so ab: Auf beiden Seiten ist ein Pullup für die jeweilige Versorgungsspannung. Nun kann man eine Seite aktiv nach Low ziehen, wodurch dann die andere Seite auch nach Low gezogen wird. Läßt man den Eingang wieder loß, dann sorgt der Pullup dafür, daß der andere Anschluss wieder nach High geht, wobei die Speedup-Schaltung das ganze noch ein wenig beschleunigt.

Dabei stellt sich mir die Frage, was passiert, wenn während die Speedup-Schaltung den Switch geschaltet hat, der andere Anschluss nach Low gezogen wird. Das würde dann doch zu einem Kurzschluß führen? Auch wird da eine gewisse Latenzzeit da sein, was die Geschwindigkeit begrenzt, der Stromverbrauch wird durch den Pullup größer sein, als bei "normalen" Ausgängen und man kann keine TTL-Eingänge damit schalten (wegen dem hohen Pullup). Sehe ich das richtig?

Sollte man also besser immer ICs mit manuell schaltbaren Richtungen verwenden, wenn man die Wahl hat? Ich bin ja aktuell noch mein universelles PIC-IO Modul am entwerfen. Meine Idee wäre, da einfach ein CPLD einzusetzen, wo man dann die Richtung von jedem Pin individuell schalten kann (hoffe ich mal, bei FPGAs geht das zumindest) und bei dem der Pin als Eingang 5V tolerant ist und 3,3V liefert (also z.B. XC9572). Angesteuert z.B. über SPI, um Pins zu sparen. Alle Anschlüsse gehen aber auch auf den CPLD, sodaß der direkt als programmierbarer schneller Pegelkonverter arbeiten kann, eine anwendungsspezifische passende Konfiguration vorausgesetzt.

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Frank Buss, fb@frank-buss.de
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Frank Buss
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So in etwa. Dieses Transmission Gate wird im Prinzip nur bei "Low" benutzt.

So viel Bizeps haben die Dinger nicht, aber das kann zu mehr EMI fuehren.

Ehrlich gesagt, ich habe diese "modernen" Level Translators ausprobiert und es hat mich nicht vom Hocker gerissen. Bin bei den klassischen Level Translators geblieben.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

"Frank Buss" schrieb im Newsbeitrag news:1lujtmtl5bzpn$.1wqwu16n9s5gy$. snipped-for-privacy@40tude.net...

Nimm lieber den:

der hat keine PullUps. Braucht man auch nicht.

Wenn deine beiden Seiten (5V und 3.3V) dieselbe Schaltschwelle haben (1.4V weil du auf 5V Seite klugerweise HCT nimmst statt HC-MOS) ist es überhaupt nicht nötig, die Eingänge über 3.3V zu ziehen.

Der Trick des MOSFET ist, er verbindet beide Seiten, ABER NUR BIS 3.3V, sollte eine Seite über 3.3V haben, wirkt er (in beiden Richtungen, des MOSFETs sind eigentlich symmetrisch so lange man Bulk nicht an einen Anschluss mit dranpappt) wie ein Emitterfolger (Source-Folger) der nur Spannungen bis zur Spannung seiner Basis (Gate) durchlässt. Er ist aber nicht wie in offener Schalter dann! Sondern liefert niederohmig 3.3V.

Es treibt also der volle Ausgangsstrom der einen Seite (über die bei Digitaltechnik vernachlässigbaren paar Ohm des eingeschaletten transmission gates) den Eingang auf der anderen Seite, ohne Verstärkung, ohne Delay.

Die Variante von Maxim versucht nun, auch für die Fälle eine Lösung zu finden, wo die Schaltschwelle nicht gleich ist. Wer so ein Problem hat, hat sich das vorher gemacht, durch Auswahl der falschen Logikfamilien.

Denn PullUps ohne Speed-Up sind viel zu langsam, und mit gibt es jede Menge Probleme:

Noe, aber die von Texas, bzw. die originalen Quickswitch von IDT nehmen, und daraf achten, dass sie einsetzbar sind. Sind sie es nicht (weil die Schaltschwelle der anderen Seite z.B. über 2.5V liegt, also mehr als

3.3V minus Sicherheitsabstand) tut man sich mit unidirektionalen leichter. 
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MaWin

Danke, jetzt habe ich die Konzepte was besser verstanden.

Ich denke ich werde aber sowieso kein Pegelkonvertaustein auf meinem IO-Board integrieren, da man das für einfache Steuerzwecke nicht braucht und das Microcontroller-Board wirklich nur ein Microcontroller (allerdings mit USB und Takt) sein soll.

Ich denke eine bessere Idee ist es, eine Reihe von kleinen Zusatzmodulen zu bauen, die man einfach auf Lochraster oder Steckplatine nach seinen Wünschen aufbauen kann. Viele ICs gibt es ja nur noch in steckplatinenunfreundlichen Bauweisen, sodaß man sich Adapter bauen muß, wenn man mal was probeweise aufbauen will. Da könnte ich dann ein Modul mit dem SN74CB3T16211 aufbauen, wenn man die Direction-Pins sparen will, oder aber z.B. auch ein Modul mit einer handvoll SN741VC1T45, falls man wirklich

5V am Ausgang braucht und wobei man dann die Direction-Pins auch projektbezogen zusammenschalten kann, oder bei Bedarf auch individuell ansteuern kann. Zusätzlich noch Module mit DA-Wandler, Spannungsregler, seriellem Flash, RS232-Konverter (inklusive Sub-D Buchse), 7-Segmentanzeigen (inklusiv Treiber) usw., die man dann einfach nur noch passend verdrahten braucht. 
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Frank Buss, fb@frank-buss.de
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Frank Buss

Wobei es auch dafuer Loesungen von der Stange gibt, allerdings nicht gerade billig:

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Ich fand das Datenblatt zum ADG3308 (wie eigentlich die meisten Analog- Devices-Datenblätter) schön erklärend.

Viel mehr, als dass der Chip hier prima funktioniert und wie versprochen schöne zackige Schaltflanken auf jeder Seite hinlegt, kann ich allerdings auch nicht sagen.

Gruß, Jürgen

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Jürgen Appel

Da meinte ich natürlich den SN74LVC1T45. Schon blöd, wenn Dateinamen von Datenblättern kleingeschrieben sind.

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Frank Buss, fb@frank-buss.de
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Frank Buss

Danke, sieht auch nicht schlecht aus. Kostet nur recht viel, im Vergleich zu z.B. SN74LVC8T245, wenn man also die Richtung vorgeben kann.

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Frank Buss, fb@frank-buss.de
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Frank Buss

Wieso ist denn so ein Stückchen Platine so teuer? Zumindest für den Hausgebrauch könnte man sowas auch preiswerter bei eBay bekommen:

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. Muss man allerdings noch eine Stiftleiste selber dranlöten. Und man hat noch den Nachteil, daß man Standardbauteile, wie Abblockkondensatoren, selber bestücken muß.

Aber vielleicht ist eine zu modulare Bauweise auch nicht so gut und ich sollte vielleicht eher Bestückungsoptionen auf der CPU-Platine mit vorsehen für Pegelumsetzter.

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Frank Buss, fb@frank-buss.de
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Frank Buss

Sich entscheiden welche Funktionskombination sinnvoll ist. "5V-SPI-Flash-in-DIL" sieht bei mir so aus:

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Pegelumsetzer & Spannungsregler setzt aber voraus daß man 5V Controller verwendet. Das bevorzuge ich weil man da leichter Analogschaltungen mitversorgen kann. Wer 3,3V Controller verwendet hat abgesehen von DIL-Adapter kein Problem mit SPI-Flash, dafür werden Analogschaltungen mühsamer.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hmm, die wollten doch tatsaechlich ein Script laufen lassen. Hat der Virenscanner aber weggepustet.

Das ist preiswerter, aber senkrechte Montage wird meist vorgezogen. Auch machen sich Entwicklungsabteilungen das leicht. Wenn es etwas bei Digikey gibt wird es einfach mitbestellt, egal was das kostet. Die Prototypenfirmen haben sich preislich auf dieses Verhalten eingestellt :-)

Ich glaube das waere besser. Denn diese senkrecht stehenden Surfboards sind auch von der EMV her nicht ganz trivial.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

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