Pegelwandler
Digitale Schaltungen werden mit unterschiedlichen Spannungen betrieben.
Am häufigsten sind 5V und 3,3V anzutreffen. Es gibt aber auch Systeme mit 2V, 3V, 12V, 15V usw.
Wenn Daten zwischen diesen Systemen ausgetauscht werden sollen, besteht das Problem, dass die Spannungspegel nicht kompatibel sind.
Wir betrachten zwei Richtungen:
- Daten von Systemen mit niedriger Spannung zu Systemen mit höherer Spannung.
- Daten von Systemen mit höherer Spannung zu Systemen mit niedriger Spannung.
Transistor-Pegelwandler
Die einfachste Lösung ist ein Transistor-Schalter.
Die Schaltung ist einfach.
- Sie funktioniert sowohl von niedriger auf hohe
- als auch von hoher auf niedrige Betriebsspannung.
- Der Transistor arbeitet als Inverter.
- Manchmal ist es sinnvoll, die Widerstände anzupassen.
- Wenn die Betriebsspannung von System 1 unter 3,3V liegt, kann die Diode vor der Basis des Transistors entfallen.
- Wenn die Betriebsspannung von System 1 höher als 5V ist, kann die Diode vor der Basis des Transistors durch zwei oder drei Dioden ersetzt werden.
Pegelwandler mit 4050
Der Buffer 4050 akzeptiert am Eingang Spannungen, die höher sind als seine Betriebsspannung. Der Eingang kann mit bis zu 15V belastet werden.
Die Schaltung setzt voraus, dass die Spannung von System 1 mindestens so hoch ist, wie die Spannung von System 2.
Alle sechs Eingänge des 4050 sind voneinander unabhängig. Ein Eingang kann an einem Gatter mit 12V Betriebsspannung betrieben werden, der andere an 15V oder auch an Gatter im System 2.
Die Ausgänge können nur in System 2 verwendet werden.
- Der 4049 entspricht dem 4050 hinsichtlich der Fähigkeit, Pegel zu wandeln, enthält jedoch sechs Inverter.
Weitere Hinweise sind im Praktikum Logikpegel wandeln zu finden.