Logikumsetzung mit unterschiedlichem Massebezug

Ich habe zwei Chips, die über 1,8-V-CMOS-E / A (1 Mbs UART) miteinander kommunizieren. Ein Chip befindet sich auf der normalen 0-V-Masseebene, aber die Masse des zweiten Chips liegt bei 0,7 V (so dass seine E / A bei 2,5 V für High und 0,7 V für Low in Bezug auf die 0-V-Masse des ersten Chips arbeitet).

Ich versuche herauszufinden, wie ich diese Logikebenen am besten übersetzen kann, damit die E / A zwischen ihnen korrekt funktioniert. Eine Möglichkeit besteht darin, sie einfach ohne Pegelverschiebung zu verbinden. In diesem Fall würde der erste Chip 2,5 V anstelle von 1,8 V für High sehen (er sollte es tolerieren können) und 0,7 V für Low anstelle von 0 V (was würde wahrscheinlich nicht zuverlässig für 1,8 V Low-Logik, die ungefähr 0,45 V beträgt, um sicher zu sein).

Eine andere Option ist die Verwendung von etwas wie TXS0102, dessen Masse auf 0 V bezogen ist. Zwei Fragen dazu, das niedrige 0,7-V-Signal von Chip 2 wird dem Eingang des TXS0102 zugeführt, aber ist dies niedrig genug, um einen 0-V-Ausgang für Chip 1 auszulösen? Zweitens, wenn Chip 1 ein niedriges Signal an Chip 2 sendet, da es auf 0 V heruntergefahren wird, sieht Chip 2 dies als -.7 V. Wird dies im Laufe der Zeit Probleme mit dem Logikgatter verursachen, wenn sein Logikgatter weiterhin eine negative Spannung für niedrig sieht?

Mache ich das zu kompliziert und gibt es einen einfacheren Weg, dies mit Spannungsteilern für langsame 1-Mbs-Logik zu tun?

Es scheint, als ob in den Masseleitungen eine Diode ist. Ich würde versuchen, das erstmal loszuwerden. Es ist selten eine gute Idee und kann Sie später auf andere Weise beißen.
Diode in den Masseleitungen? Die Spannungsdifferenz zwischen den Masseebenen soll da sein und ist konstruktionsbedingt ...

Antworten (3)

Dadurch werden die Spannungen um 0,7 V verschoben

Wie Sie sehen, funktioniert es auch mit bidirektionalen Signalen.

Die Widerstände sind für 1,8 mA gewählt, aber Sie können sie auf 470 Ohm (3,8 mA) herunterändern, wenn Sie schnellere Signale haben.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

interessant ... habe nicht an Dioden gedacht. Dies ist sinnvoll, wenn Sie von der High-Seite (2,5-V-Signal) zur Low-Seite wechseln, da die Diode sie für High-Single auf 1,8 V senkt und die niedrigen 0,7 V auf 0 V gehen, aber nicht wirklich verstehen, wie dies zum Übersetzen von 0 V funktionieren würde niedrig -> 0,7 V und 1,8 V hoch bis 2,5 V.
@electronuts Die Diode leitet immer in Vorwärtsrichtung, die Spannung auf der niedrigen Seite ist immer 0,7 niedriger als die Spannung auf der hohen Seite. Für unidirektionale Signale können Sie den Widerstand auf der Treiberseite überspringen.
@electronuts Es ist nicht original, es stammt aus dem Dokument mit Tipps und Tricks zu Mikrochip-Bildern, das nur auf zwei Arten angepasst wurde, da nicht angegeben wurde, ob Sie bidirektionale oder unidirektionale Signale verwenden.
Richtig, das macht Sinn High-Side-TX zu Low-Side-RX, aber ich sehe nicht, wie dies für Low-Side-TX zu High-Side-RX funktionieren würde .... Sein UART, also hat jeder Chip zwei unidirektionale RX / TX-Leitungen. Hier ist eine Visualisierung dessen, was ich zu fragen versuche, imgur.com/JdKCgmS
@electronuts Ja, es wird funktionieren, die Anode ist immer 0,7 höher als die Kathode, unabhängig von der Fahrerseite. Der Strom fließt von der High-Side-Spannung R, der Diode und dem Treiberausgang zur Low-Side-Masse. Die Diode ist immer in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Es funktioniert für Low-Side-Treiber. Verwenden Sie in diesem Fall kein R auf der Treiberseite (für unidirektionale Signale) .
nice hat gerade ein schnelles Steckbrett-Mockup gemacht und scheint gut zu funktionieren, werden sowohl Pull-up- als auch Pull-down-Widerstände benötigt, um von hoch nach niedrig zu gehen? Ohne das R auf dem Low-Side-Treiber würde kein Strom in den Treiber fließen, also besser ihn verlassen?
@electronuts Es wird nicht benötigt, da es sowieso durch den Treiberausgang kurzgeschlossen wird.

"... wird dies niedrig genug sein, um einen 0-V-Ausgang für Chip 1 auszulösen?"

Möglicherweise nicht. Er liegt weit über dem VIL für den TXS0102.

"Wird dies im Laufe der Zeit zu Problemen mit dem Logikgatter führen, wenn sein Logikgatter weiterhin eine negative Spannung für niedrig sieht?"

Wahrscheinlich. Es liegt unter der absoluten Mindestbewertung für den Eingang des TXS0102.

Sie könnten einige Problemumgehungen mit Spannungsteilern vornehmen, wenn es Ihnen nichts ausmacht, eine Menge zusätzlichen Strom zu ziehen, den Verkehr zu verlangsamen usw. Aber wirklich sollten Sie überlegen, warum Sie einen Versatz im Gelände benötigen, und ihn mit einer anderen Lösung beseitigen. Es gibt einen Grund, warum dies kein Standard ist.

leider ist es Teil des Designs und nicht etwas, das "eliminiert" werden kann

Ich habe das gleiche Problem mit einem Verstärker OPA564, dessen Steuerbits auf die negative Stromversorgung (in meinem Fall -12 V) verwiesen sind, und ich muss sie auf die Prozessorpegel verschieben, die bei 0 V auf Masse bezogen sind.

Ich habe 2 Lösungen gefunden, aber ich konnte keinen einfachen Level-Shifter-IC finden.

  1. luxuriös und einfach mit digitalem Isolator (zum Beispiel ISO7021DR)
  2. Übersetzer auf Transistorbasis, billig, verwendet aber viele Komponenten und muss mit Pull-up umgehen (für mich nicht erforderlich)

Übersetzer auf Transistorbasis

Logikumsetzung mit unterschiedlichem Massebezug
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