Преобразователи уровней

Преобразователи уровней – это специальные элементы ЦУ, предназначенные для обеспечения совместимости логических уровней разных семейств цифровых элементов.

Они должны удовлетворять следующим требованиям:

1. Сохранение преобразователем порогового уровня управляющего элемента;

2. Сохранение способа кодирования двоичных значений элементов (изменение);

3. Обеспечение заданных требований по нагрузочной способности и параметрам быстродействия;

4. Необходимость выполнения логических операций;

5. Обеспечение парафазных выходов;

И так далее.

Большинство ИС с высоким уровнем интеграции выполнены на основе КМОП технологии, среднего и малого уровня интеграции исполнены ТТЛ и ЭСЛ технологиями.

Имеется большое количество схем других типов с различными логическими уровнями сигналов. В составе серии ИС малой и средней степени интеграции имеется специально разработанные преобразователи уровней. В тех случаях, если необходимо разработать специальный ПУ, используют одну из следующих схем: делители напряжения, фиксаторы уровней, сдвигатели уровней, ключевые транзисторные схемы, схемы работающие на принулении переключающего тока, оптронные переключатели и трансформаторные схемы.

Преобразователи уровня ТТЛ-ЭСЛ выполняет операцию «И» над выходными переменными.

Пусть на всех входах Uвх=+3,6В. Потенциал базы транзистора VT1=4,3В, ϕ_{Э VT1} = +3,6В. Тогда VT1 открыт и работает в активном режиме. При этом на базу VT2 с делителя R2,R3 приложено напряжение больше, чем Uопорное, приложенное к базе транзистора VT3 с выхода схемы формирования Uопорного (R6, VT4, R7, VD5, VD4). Следовательно, VT2 открыт, VT3 закрыт, а на выходе преобразователя Uвых=-0,7В.

Если хотя бы на одном из входов Uвх=+0,2В, то потенциал базы VT1 = +0,9В, потенциал эмиттера VT1 +0,2В. На базу VT2 с R2,R3 приложено напряжение, меньше опорного. VT2 закрыт, VT3 открыт. Uвых=-1,6В.