如何解决设备之间不匹配的电压电平会产生问题？

单电源转换器正在成为任何板上必不可少的设备，用于连接在不同电压水平下工作的两个系统。转换解决方案的输入阈值 (V il , V ih ) 应在驱动器的输出电平 (V ol , Voh) 范围内，同样，解决方案的输出 (V ol , V oh ) 应在接收器的有效输入阈值范围内(V i ， V ih )。

设计人员可以使用单电源转换器或双电源转换器实现电压转换。

单电源转换器示例包括SN74AUP1T和SN74LV1T。

图 1：单电源转换器的功能框图

这些器件具有单电源电压，基本上跟踪外围电源电压，如图 1 所示。输入端口具有过压容限，这允许它们充当降压转换器。上转换发生在与 V cc相适应的兼容的 V ih - V il电平上。输入信号的摆幅必须高于 V ih并低于 V il才能发生向上转换。

先进的超低功耗 CMOS ( AUP ) 系列针对大约 0.5uA 的低功耗进行了优化，而SN74LVT系列器件具有 1.8V 至 5.5V 的宽工作范围。开漏器件允许灵活地转换为由上拉电阻确定的电压，但在输出电压较低时存在恒定电流流动的问题。预设（PRE）或清除（CUR）输入的低电平设置或重置输出，而与其他输入的电平无关。当PRE和CLR处于非活动状态（高）时，满足设置时间要求的数据（D）输入端的数据被传输到时钟脉冲正走沿的输出端。时钟触发发生在电压水平，与时钟脉冲的上升时间没有直接关系。在保持时间间隔之后，可以在不影响输出电平的情况下更改D输入的数据。

使用单电源转换器进行转换时总是存在电流消耗较高的问题，这在功率敏感型应用中运行时变得至关重要，如图 2 所示。

图 2：功耗分析

数据表中的 delta I cc规格是每个输入的电流消耗差异，它不在其中一个轨道上。当 V in大约在 V cc的中点时， delta I cc规格最高，以 mA为单位。  

双电源转换器设备基本上有两个独立的电源：一个跟踪输入端口，另一个跟踪具有所需电压转换的外设，如图 3 所示。

图 3：具有 V CCA和 V CCB的双电源转换器

双电源转换器分为不同类别：双向（LSF、Gunning Transistor Logic [GTL]）、自动方向感应（TXB、TXS）和方向可配置（AVCT、LVCT）。

双向转换器允许在其两个充当输入或输出的端口中的任何一个上进行转换。LSF 的核心是一个无源场效应晶体管 (FET) 开关，它使用外部上拉电阻在任意两个电压电平之间转换。LSF 适用于高速开漏和推挽应用，整体范围为 1V 至 5V，无需方向端子。GTL系列器件适用于低压应用，可将3.6V 低压晶体管-晶体管逻辑 (LVTTL) 转换为 GTL 逻辑。

自动方向感应转换器消除了为方向控制单独输入的需要，从而降低了软件开发成本和相关的同步问题。

TXB010x和TXB030x器件适用于具有快速边沿速率的推挽式应用，而TXS010x / -E 则适用于开漏应用。TXB010x和TXS010x /-E 系列器件都具有部分断电 I off功能。图 4 展示了TXB010x / TXS010x器件系列转换能力与 TI 产品组合中提供的位宽的关系

图 4：自动方向感应转换器分析

方向控制转换器带有一个单独的方向控制引脚，用于确定通信方向。只要数据传输是双向的，就可能存在潜在的总线争用，使用这些设备的方向控制可以消除这种争用。图 5 比较了提供的位宽与转换电压。AVC1T 45 器件的工作电压范围为 1.2V 至 3.6V，而LVC1T 45 器件的工作电压范围更广，为 1.65V 至 5.5V。由于 I off是这些器件的共同特性，它们提供 V cc隔离，其中当任一 V cc处于地电位时端口处于高阻抗模式。

图 5：可配置方向控制转换器分析

AVC2T245 等单向转换器具有双电源，可跟踪可配置为 0.9V 至 3.6V 的两个独立电压，适用于低功耗电池使用。TI 的交叉开关技术 ( CBT ) 和转换电压钳 ( TVC ) 系列具有向下转换功能，可用于特定的开关应用。

设备之间不匹配的电压电平会产生问题，可以通过使用单电源或双电源转换器来缓解这些问题。我们最近必须使用吗？如果是这样，我们是如何在设计中使用电压转换的？在阅读了所有提供的选择之后，我们会在下一个应用程序中使用相同的转换方法吗？