Согласование Логических Уровней

[CTIGRA]

Задача согласовать по уровню логику 5В и 15В.

Инфы почти не нашел.

Набросал сам схемку

Есть ли какие-нибудь замечания/правки необходимые для исполнения схемы в железе?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

Принципиально вроде особой ереси нет, но резисторы по 1 МОм - это жестоко... Сопоставимо с токами утечки переходов транзисторов.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[chip-chip]

И транзистор Q3 5 вольтами не закроется. У него на эмиттере 15В.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[mvkarp]

CTIGRA, не получится.

Просто поставьте на выход логики+5В npn транзистор, в его коллектор - резистор к +15. С коллектора снимайте инвертированный сигнал.

[Falconist]

О, блин! Недосмотрел. Почему-то подумал, что входной сигнал на 15 В, преобразуются в 5-вольтовый. Наверное, из-за ТТЛ выходного каскада, и нафик ненужного для КМОП на 15 В.

[DoG70]

Просто поставьте на выход логики+5В npn транзистор, в его коллектор - резистор к +15.

Делал так же, только еще в базу сопротивление ставил. На всякий случай

[chip-chip]

Это будет не повторитель-согласователь, а инвертор с согласованием уровней ТТЛ и КМОП. Надо поставить еще один транзистор.

[DoG70]

Автор же не сказал для чего это надо? Может и вариант с инвертором сойдет. Да и mvkarp в своём сообщении предупредил об инверсии. А инверсию можно и на элементе ТТЛ по 5 вольтам сделать. Либо если тут МК участвует, то в программу зашить - все меньше навесных элементов.

Изменено 18 декабря, 2012 пользователем DoG70

[CTIGRA]

ТТЛ К1533 выход 8mA 3.5В

КМОП К561 напряжения 3-15В, вход микроамперы.

ну 5В -> 15В в ваккуме конечно, в данной теме вопрос схемотехники.

но резисторы по 1 МОм - это жестоко... Сопоставимо с токами утечки переходов транзисторов.

ну ток утечки вроще как нано амперы...

у BC547C H21 = 400 минимальный на токе 1мА, соотв. в базе микроамперы.

И транзистор Q3 5 вольтами не закроется. У него на эмиттере 15В.

ну это меня больше всего смущало. Тем более что выход с ТТЛ не 5В, а ~3.5В

Но в протеусе работает?!

Может он не должен полностью закрываться, а только до такого уровня, что большая часть тока потечет через Q2? Тогда потенциал точки выхода будет положительный.

Просто поставьте на выход логики+5В npn транзистор, в его коллектор - резистор к +15. С коллектора снимайте инвертированный сигнал.

а как низкий уровень снимать?

Изменено 18 декабря, 2012 пользователем CTIGRA

[chip-chip]

Есть же стандартные преобразователи уровня ТТЛ-КМОП. К561ПУ6 - К561ПУ7. http://library.espec.ws/books/ttl/CHAPTER2/2-2.htm

[CTIGRA]

ну их купить надо ещё )

+ размер лишний.

+ разобираться в схемотехнике нужно...

[DoG70]

а как низкий уровень снимать?

Высокий уровень на выходе при закрытом транзисторе - через подтягивающий резистор. Низкий уровень - транзистор открывается и выход на массе

[Shahabbas]

Простой преобразователь уровней . Выходное напряжение устанавливается такое-же , как и питание .

[CTIGRA]

Простой преобразователь уровней . Выходное напряжение устанавливается такое-же , как и питание .

А не поможете рассчитать резисторы на выходной ток 1мА? напряжения 3..15В

А то по моим расчетам опять мегамомы, при том что я коэф. запаса по тому базы брал = 3

а в Q1 принял = 1мкА

получилось все равно так:

R4=3K

R3=306K

R1=2.5M

R2=7M

ток R2 10% от тока базы

h21 = 400

Изменено 18 декабря, 2012 пользователем CTIGRA

[chip-chip]

А как вы считали эти сопротивления? Ток выходной нуля в данной схеме при напряжении питания 15В будет: 15/15000=0.001А=1мА. h21 надо принимать равным 20, а не 400 (самый худший из возможных случаев).

Изменено 18 декабря, 2012 пользователем chip-chip

[CTIGRA]

ну я так же считал, но взял мин. напряжение 3В. Впринципе это не совсем корректно, я решил пересчитать, взял 2мА максимальный ток при 15В

R4 получилось 7к5

по даташиту, http://www.chip-nn.ru/doc/all/2848/2848.zip

у BC542C мин h21 = 420 при токе 2мА и напряжении КЭ 5В. Я взял 400, на всякий.

ток базы Q2 бужет 2мА * 3 / 400 = 15мкА (взял с запасом = 3)

тогда R3 = (15 - 0.7) /15мкА = 953кОм

ток коллектора Q1 больше или равен току базы Q2.

тогда, с запасом в 3 раза, ток базы Q1 будет 15мкА * 3 / 400

получилось очень мало, взял 10мкА

ток R2 взял 10% от тока базы,

R2 = 0.7 / 1мкА = 700кОм

тогда ток через R1 = 11мкА

R1 = (3.5 - 0.7) / 11мкА = 254кОм

Резисторы выбрал из ряда Е24

R1 = 240 кОм

R2 = 680 кОм

R3 = 1 МОм

R4 = 7.5 кОм

[mvkarp]

CTIGRA, Shahabbas уже нарисовал Вам схему, которая применяется по умолчанию большинством разработчиков. При Вашей задаче, если требуется повторитель, она прекрасно повторяется чуть ли не с транзисторами с помойки прошлого века.

Вы же пытаетесь провести расчет для супертранзистора. Тогда после Ваших расчетов для его замены нужно будет проводить новые расчеты.

Номиналы резисторов R1, R2 в указанной схеме - 1...10 кОм, R3, R4 - 10...100 кОм. У кого что есть под рукой. Или что в большом количестве используется на производстве.

Если же хотите сделать полный и доскональный расчет, то Вы не учитываете, какой ток потребления допустим для данного узла. Если по барабану, то и резисторы - как и указано выше. Если нужно минимизировать ток, тогда расчет следует начинать с необходимого быстродействия последующей КМОП логики. Учитывать входную емкость КМОП элемента, количество входов, подключенных к выходу преобразователя. Тогда можно будет найти максимально допустимый номинал резистора R4 и от него уже плясать, минимизируя потребление через остальные цепи преобразователя.

В таком случае выгодно применить полевые транзисторы, учтя также их емкости.

[CTIGRA]

ну мне нужен не доскональный расчет, но нужно чтобы он был хоть какой-нибудь, при этом обоснованный.

Впринципе то, логика расчетов у меня правильная? (частоту можно не учитывать, она очень маленькая)

например вот в этом месте

ток коллектора Q1 больше или равен току базы Q2.

А h21 действительно нереальный? может я не правильно читаю справочник?

[mvkarp]

Я не смотрел на h₂₁ выбранного Вами транзистора. В свое время для всех случаев жизни использовался КТ315 - универсальный транзистор, ставший, наверное, легендой. Куда его только не совали.

Берите, к примеру, h₂₁=40 и считайте. Позднее сможете вместо этого обобщенного транзистора чуть ли не любой нарисовать. У Вас ведь ключи, а не усилители. Перенасытится он не сможет. Так что если при замене у нового h₂₁ будет выше, то схеме это никак не навредит.

Т.к. нагрузка преобразователя - логика КМОП, работающая чуть ли не в статическом режиме, резистор R4 можно выбирать с потолка. Лишь бы VT2 держал ток U_{ПИТАНИЯ} / R4. Конечно, желательно с большим запасом.

Максимальное сопротивление R3 должно быть не выше, чем R4 * h_21VT2. Опять-таки, высчитываем его и берем из того ряда, который используется на предприятии. Если это просто расчет - с потолка. Shahabbas, к примеру, установил его равным коллекторному. Теперь и транзистор, имеющий h₂₁ чуть больше 1, войдет в насышение. Т.е. можно брать с помойки прошлого века, как я Вам уже писал.

И т.д.

Резистор R2 в данной схеме - лишний. Его нужно установить только в том случае, если выход ТТЛ имеет открытый эмиттер. Крайне редкостный элемент. Если же выход ТТЛ имеет открытый коллектор, резистор R2 цепляется на +5 В, а резистор R1 закорачивается.

[Shahabbas]

Резистор R2 в данной схеме - лишний. Его нужно установить только в том случае, если выход ТТЛ имеет открытый эмиттер. Крайне редкостный элемент. Если же выход ТТЛ имеет открытый коллектор, резистор R2 цепляется на +5 В, а резистор R1 закорачивается.

Были случаи что при неблагоприятных условиях транзистор Q1 при отсутствии R2 не полностью закрывался .

[mvkarp]

На выходах логики ТТЛ установлен npn транзистор, который при логическом нуле соединяет выход не корпус. Тогда получится, что оба резистора R1 и R2 соединены параллельно.

Поэтому, если "бывали случаи", то это в случае, когда микросхеме _опа. Или ее выход с открытым эмиттером, а кто-то забыл установить R2. В остальные случаи при данной схемотехнике я Вам не поверю.

[Shahabbas]

На выходах логики ТТЛ установлен npn транзистор, который при логическом нуле соединяет выход не корпус. Тогда получится, что оба резистора R1 и R2 соединены параллельно.

Поэтому, если "бывали случаи", то это в случае, когда микросхеме _опа. Или ее выход с открытым эмиттером, а кто-то забыл установить R2. В остальные случаи при данной схемотехнике я Вам не поверю.

Просто если к выходу микросхемы кроме преобразователя уровня подключено ещё несколько входов TTL - логический "0" может достигать 0,6 вольт (рисунок б) :

И мне попадались какие-то транзисторы , которые уже начинали открываться при 0,4 вольт (рисунок а) :

О германиевых ("с помойки") типа МП35-МП38 вообще уж не говорю - те вообще открываются при напряжении 0,3 вольт .

Изменено 20 декабря, 2012 пользователем Shahabbas

[mvkarp]

Согласен. С помойкой я чуток переборщил. Но на ней валялись и КТ315.

Напряжение лог.0 на выходе ТТЛ К155 стандартизировано и не может превышать 0,4 В. Это при обычном коэффициенте расширения, равном 10. Если напряжение логического нуля на выходе превышает 0,4 В, то схема разработана неправильно, и я ее к рассмотрению не принимаю.

[Shahabbas]

...то схема разработана неправильно, и я ее к рассмотрению не принимаю.

Так и я не принимаю , просто в правильно разработанную схему не всегда есть возможность устанавливать новые или проверенные микросхемы , причём одной серии (...я его слепила из того , что было...) .

Было давно и такое , что на одном из выходов микросхемы блока управления магнитофона (вроде "Олимп-003") был логический "0" почти 0,8 вольт , а заменить микросхему нечем было и нужно было срочно запустить этот магнитофон , и работал выход на транзисторный ключ . Временно припаял резистор по типу R2 , так и отработал магнитофон несколько лет .

В принципе-то согласен , R2 можно и не ставить , просто для более гарантированного закрытия транзистора Q1 , наверное , можно поставить подтягивающий резистор R2 .

Изменено 20 декабря, 2012 пользователем Shahabbas

[mvkarp]

Это решение - за разработчиком. Принципиально введение R2 в данной схеме не помешает.

Я исхожу из того, что если у меня выпуск изделий - 100 тыс./ в год, то установка резистора вылетает в копеечку. А особого смысла в нем не вижу.

Что-то автор примолк. Помогло ему, разобрался ли?