Pegelverschiebender IO-Expander mit 8 Ausgängen von 0 V-5 V auf -2,3 V bis +2,3 V

Ich habe ein Schaltungsproblem, für das ich versuche, eine Lösung zu finden.

Ich habe einen 8-Ausgangs-IO-Expander, der 0V-5V ausgibt. Es laufen analoge Schalter, die eine Vdd und Vss von +-2,3 V haben.

Die Verwendung der 5 V im Moment verursacht einen DC-Offset und Rauschen am Ausgang des Analogschalters.

Ich weiß, ich könnte einfach einen Operationsverstärker verwenden, um den Spannungspegel zu übersetzen, aber das würde eine Menge Hardware für alle 8 Ausgänge erfordern.

Ich kann anscheinend keinen Pegelverschiebungs-IC finden, der ein 5-V-Signal akzeptiert und ein analoges Differenzsignal ausgibt.

Ich habe auch darüber nachgedacht, es mit einem 8-Kanal-DAC zu betreiben. Aber das wäre eine teure Lösung.

Update zur Verdeutlichung: Ich suche nach einem einzelnen IC, der die Pegelverschiebung für alle 8 Signale durchführen kann, anstatt für jedes Signal eine Gruppe diskreter Komponenten verwenden zu müssen. ODER, ich suche nach einem E/A-Expander mit 8 Ausgängen, der über separate Versorgungen für die Kommunikation mit dem Mikrocontroller und den E/A-Ausgängen verfügt.

Haben Sie versucht, einen einfachen CMOS 4050 mit Versorgungsschienen von 2,3 und -2,3 V zu verwenden? Der 4050 hat keine geschützten Eingänge, sodass die Eingangswerte die Schienen überschreiten können. Möglicherweise müssen Sie Ihr niedriges Signal auf die -2,3-V-Schiene vorspannen, aber vielleicht auch nicht. Es hängt von Ihrer tatsächlichen Treiberleistung ab.
Für die Zukunft: Sie haben uns hier einige ziemlich gute Hintergrundinformationen gegeben (was hilfreich ist, danke), aber Sie haben keine klare Frage. Denken Sie daran, dass Sie direktere Antworten erhalten, wenn Sie direktere Fragen stellen.
Habe den Originalbeitrag editiert danke. R Drast, ich habe mir gestern einige CMOS 4050 besorgt und sie mit +-2,3-V-Schienen und einem 0-5-V-Eingang ausprobiert. Sie werden sowohl bei 0 als auch bei 5 V eingeschaltet. Ich denke, ich werde die PNP-Methode ausprobieren.

Antworten (2)

Siehe unten. Wenn der Eingang auf 0 V liegt, Q1 eingeschaltet ist, wird die Ausgangsspannung auf +2,3 V hochgezogen. Wenn der Eingang bei 5 V liegt, liegt der Ausgang bei -2,3 V. Beachten Sie die logische Umkehrung.

Sie können Doppeltransistoren usw. verwenden - sie sind nicht kritisch.

schematisch

Danke für die Antwort. Ich bin mir sicher, dass dies funktionieren würde, aber ich versuche zu vermeiden, diskrete Komponenten zu verwenden. Ich habe 8 Signale, die übersetzt werden müssen, und dies würde zu 24 zusätzlichen diskreten Teilen führen.
Mit sehr verbreiteten Quad-Widerstandsnetzwerken und Dual-Transistoren, nur 8 Teile, um diese Funktion zu erfüllen. Quad-Komparatoren wären die offensichtliche Alternative. Zwei Quad-Komparatoren und 2 Widerstände zum Einstellen der Schwelle (und je nach Komparator vielleicht 8 Pullup-Widerstände), also 3 bis 5 einzelne Komponenten, die die gängigsten Widerstandsnetzwerke verwenden.
Sie können auch Quad-Transistor-Arrays erhalten. Gehen Sie zu Digikey und wählen Sie Product Index, Discrete Semiconductors, BJT Arrays und dann den Typ als 4 PNP (Quad). Ein MPQ3906 kostet ungefähr 1,60 US-Dollar. 2 davon und entweder 2 16-polige DIP oder 4 8-polige SIPs werden tun, was Sie wollen.
Danke für die Lösung. Ich habe es getestet und festgestellt, dass es super funktioniert. Meine einzige Sorge ist die Anzahl der Teile, die erforderlich sind, um es für 8 Signale zu implementieren. Ich werde zuerst den Leitungsempfänger ausprobieren, da er nur 2 ICs benötigt. Wenn das nicht funktioniert, werde ich mit dieser Lösung gehen.

Vielleicht möchten Sie einen Blick auf die Verwendung eines Paares von Quad-RS-422-Leitungsempfängerchips werfen. Der DS26c32 ist ein solches Gerät, aber es gibt noch andere.

Jeder Chip enthält 4 identische Leitungsempfänger. Verbinden Sie die 26c32 Vss-Leitung mit -2,3 V, verbinden Sie die 26c32 Vdd-Leitung mit +2,3 V, verbinden Sie alle Eingangsanschlüsse (-) mit 0 V, verbinden Sie jeden der 4 (+) Anschlüsse mit Ihren Eingangssignalen.

Sie können auch eine kostenlose Signalumkehrung erhalten, wenn dies hilfreich ist - tauschen Sie einfach die Eingänge (+) und (-) des Empfängers.

Die meisten dieser Chips sind schnell - RS-422 ist gut für mehrere Mb/s.

Der Nachteil ist der Stromverbrauch. Ein Grund, warum ich den DS26c32 vorschlage, ist, dass er dramatisch weniger Strom verbraucht als der ähnliche AM2632 oder DS3486.

Danke für den Hinweis. Ich werde mir einen DS26C32 besorgen und ihn testen.
Pegelverschiebender IO-Expander mit 8 Ausgängen von 0 V-5 V auf -2,3 V bis +2,3 V
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