Umwandlungen von Logikpegeln für Optokoppler bei der Erfassung digitaler Eingänge

Das ist nicht mein üblicher Job, ich bin kein EE, aber ich möchte es versuchen...

Diese Frage betrifft die Entwicklung einer Schnittstellenkarte, um ein Gerät (DUT) mit einem Testsystem in einem Fertigungsszenario zu verbinden.

Die Signale, auf die ich Zugriff habe, sind eine Reihe von 1,8-V-CMOS-Logikleitungen von den GPIO-Pins einer eingebetteten CPU, einer 5-V-Stromschiene und GND (siehe Diagramm unten). Alles ist auf engstem Raum, ich habe die Kontrolle über alle Strom/Masse usw.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Die 1,8-V-GPIO-Signale (s1, s2, s3 ...) werden schließlich von einem opto-isolierten digitalen Eingabegerät (zufällig ein NI-6525 ) gelesen. Die opto-isolierten Digitaleingänge benötigen mindestens 3,2 V, um ein HIGH zu erfassen, also muss ich diese pegelverschieben, außerdem wird der Stromeingang pro Kanal als "3 mA MAX" angegeben - zu viel für 1,8 V cmos, denke ich?

Um eine Pegelverschiebung durchzuführen, habe ich an den MAX3000E gedacht, da er für Dinge wie Mobiltelefonhalterungen, Smartcard-Lesegeräte usw. konzipiert ist. Er verfügt über einen ESD-Schutz und kann 8 Signale verarbeiten, und ich kann ihn zur Pegelverschiebung von 1,8 auf 5,0 verwenden , alles, was ich tun muss, ist, Spannungsschienen für 1,8 und 5 von meinem Testsystem bereitzustellen. Kein Problem, dachte ich...

ABER wenn man sich das Datenblatt für den 3000E ansieht, scheint der Ausgangsstrom, den ich von der 5-V-Seite (Vcc) liefern kann, nur maximal 10 uA zu betragen! Das reicht nicht aus, um die Dioden im digitalen Eingabegerät anzusteuern.

Jetzt denke ich darüber nach, Mosfets zu jedem Ausgang des Pegelwandlers hinzuzufügen, damit ich genug Strom an die Optokoppler liefern kann.

Fragen:

1. Nutze ich überhaupt den richtigen Pegelwandler für eine solche Anwendung? Ich habe das Gefühl, dass ich das falsch mache. Das Testsystem verwendet Opto-Isolatoren, ist aber aus anderen Gründen eine gute Wahl.

2. Ich dachte darüber nach, den Pegelumsetzer ganz wegzulassen und nur Mosfets zu verwenden, um die Optoisolatoren von den 1,8-V-Signalen zu treiben. Aber dann gibt es das Problem des ESD-Schutzes, den Verlust des netten "Enable" -Pins, und ich fühle mich nicht sicher mit nur nackten Mosfets. Ist dies mit Mosfets in diesem Szenario einfach zu bewerkstelligen, in dem DUTs ständig in das System ein- und ausgesteckt werden? Sollte ich die Zeit investieren, dies nur mit Mosfets zu versuchen? Wird es in einem Fabriksystem zuverlässig sein?

Es sieht so aus, als ob die Moral der Geschichte darin besteht, dass "selbstkonfigurierende" bidirektionale Logikübersetzer nur eine sehr geringe Strommenge auf der Ausgangsseite (~ uA) liefern können. In meinem Szenario verwende ich die Ausgangsseite, um Optokopplereingänge auf der Systemseite anzusteuern, die ~ mA Strom benötigen. Dies erfordert die Verwendung eines zusätzlichen Puffers irgendeiner Art oder die Auswahl eines anderen Logikpegelumsetzers. Da ich die Richtung nicht vor Ort ändern muss (nie auf derselben Leitung senden und empfangen), löst die Auswahl eines Übersetzers mit fester oder einstellbarer Richtung das Problem, da diese nicht extrem zu sein scheinen kleine maximale Stromspezifikation am Ausgang.