Ich bin dabei, ein neues Mikrocontroller-basiertes Projekt zu entwerfen. Ich habe alle Komponenten (wenige) überprüft und alle können mit 3,3 V oder 5 V betrieben werden. Der Mikrocontroller selbst kann auch mit 3,3 V oder 5 V betrieben werden (pic micro bei nur 4-MHz-Oszillator).
Nun, die Frage ist, was die Vorteile/Nachteile der Verwendung von 5 V als positive Versorgung gegenüber der Verwendung von 3,3 V sind
Ich könnte mir nur vorstellen, dass der Stromverbrauch geringer ist, wenn die Versorgungsspannung 3,3 V beträgt
Vielen Dank
Nun, es gibt auch die Rauschanfälligkeit Ihrer Schaltung, die geringer ist, wenn Sie 5 V verwenden (Sie benötigen höhere Rauschpegel, um eine 5-V-Schaltung zu stören).
Einige Komponenten haben je nach Versorgungsspannung eine sehr unterschiedliche analoge Leistung. Wenn Sie einen Operationsverstärker verwenden, kann die Gleichtaktspannung oder die von den Schienen benötigte Spannungsdifferenz ein Punkt sein, auf den Sie achten sollten, um zu entscheiden, was für Sie besser ist. Selbst wenn alle Ihre Komponenten bei 3,3 V und 5 V arbeiten, funktioniert Ihre Schaltung möglicherweise nicht wie erwartet, wenn Sie die Spannung ändern.
@Passerby erwähnte, dass 5 V aufgrund von USB ein Defacto-Standard sind. Man muss sich aber darüber im Klaren sein, dass wenn man eine stabile Versorgungsspannung braucht, USB nicht direkt zu verwenden ist.
USB ermöglicht tatsächlich eine ganze Reihe von Spannungen auf Ihrem Gerät, hinter einem passiven Hub können sie so niedrig wie 4 V sein und bis zu 5,25 V hoch gehen. In diesem Szenario ist es also besser, 3,3 V mit einem Spannungsregler auf Ihrem Board zu verwenden.
Die maximale Betriebsfrequenz Ihres Controllers kann, wie bereits erwähnt, auch von der Versorgungsspannung abhängen. Neuere Controller laufen jedoch intern mit viel niedrigeren Spannungen (wie 1,2-1,8 V) und haben keine Abhängigkeit zwischen Frequenz und externer Spannung mehr (wie die STM32-Serie).
Und natürlich der Stromverbrauch, Sie werden ziemlich viel gewinnen, wenn Sie von 5 V auf 3,3 V wechseln. Es verbraucht nur 66% der Energie in einem statischen Fall und nur (3,3^2/5^2) = 44% für den dynamischen CMOS-Fall (Ihr tatsächlicher Nutzen wird irgendwo dazwischen liegen). Aber ob das tatsächlich sinnvoll ist (auf globaler Ebene) oder notwendig ist, hängt von Ihrer Versorgungssituation und dem Strom ab, den Sie benötigen. Es könnte passieren, dass Ihre Versorgung weniger effizient wird, wenn Sie auf 3,3 V heruntergehen, und die eingesparte Energie in der niedrigeren Effizienz verschwendet wird, die sie umkehrt (sollte, könnte aber nicht).
Ein weiterer gültiger Punkt, der von Paul in einem Kommentar unten erwähnt wird, ist, dass Sie möglicherweise die 5 V benötigen, wenn Sie eine Schnittstelle zu einigen älteren Geräten herstellen. Einige Mikrocontroller bieten sogenannte 5V-tolerante Pins, aber diese können nur Eingänge bis zu 5V akzeptieren (oft nur im Digitalmodus). Der Ausgang ist auf VDD begrenzt, dort braucht man also einen Level-Shifter, wenn die 3,3V vom Legacy-Gerät nicht als High-Pegel akzeptiert werden. Was Sie sparen können, wenn Sie einen nativen 5-V-Controller verwenden.
Passant