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Pegelwandler zwischen digitalen Systemen mit unterschiedlichen Spannungen.


Pegelwandler


Pegelwandler

Digitale Schaltungen werden an unterschiedlichen Spannungen betrieben.

Am häufigsten sind 5V und 3,3V anzutreffen. Aber es gibt auch Systeme mit 2V, 3V, 12V, 15V usw.

Wenn Daten zwischen diesen Systemen ausgetauscht werden sollen, gibt es das Problem, dass die Spannungspegel nicht kompatibel sind.

Wir betrachten zwei Richtungen:

  • Daten von Systemen niedriger Spannung an Systeme höherer Spannung.
  • Daten von Systemen höherer Spannung an Systeme niedriger Spannung.

Transistor-Pegelwandler

Die einfachste Lösung ist ein Transistor-Schalter.

Transistor-Pegelwandler.png
Bild 1: Transistor-Pegelwandler

Die Schaltung ist einfach. Die funktioniert in beide Richtungen.

  • Der Transistor funktioniert als Inverter.
  • Manchmal ist es sinnvoll, die Widerstände anzupassen.
  • Wenn die Betriebsspannung von System 1 kleiner als 3,3V ist, kann die Diode vor der Basis des Transistors entfallen.
  • Wenn die Betriebsspannung am System 1 höher als 5V ist, kann die Diode vor der Basis des Transistors durch zwei oder drei ersetzt werden.

Pegelwandler mit 4050

Der Buffer 4050 akzeptiert am Eingang Spannungen, die höher als seine Betriebsspannung sind. Der Eingang kann mit bis zu 15V belastet werden.

4050-Pegelwandler.png
Bild 2: Pegelwandler mit 4050

Die Schaltung setzt voraus, dass die Spannung von System 1 mindestens so hoch ist, wie die von System 2.

Alle sechs Eingänge des 4050 sind unabhängig voneinander. Ein Eingang kann an ein Gatter mit 12V Betriebsspannung, der andere an 15V oder auch an Gatter im System 2 betreiben werden.

Die Ausgänge dürfen nur in System 2 verwendet werden.

  • Der 4049 entspricht in Bezug auf die Fähigkeit, Pegel zu wandeln, dem 4050. Allerdings enthält er sechs Inverter.