35. Преобразователи уровней цифровых имс. Общие сведения.

Для согласования логических уровней сигналов между цифровыми блоками, в которых использованы логические элементы, отличающиеся уровнями напряжения сигналов, входными и выходными сопротивлениями, служат преобразователи уровней (ПУ). Параметры ИМС основных технологий приведены в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Параметр	ТТЛ	р- МДП	КМДП	ЭСЛ	И2Л
Un.n.,В	5	-12…-27	3…15	-5	1…2
U0,В	0,4	-7…-20	0,3	-1,6	0,05
U1,В	2,4…4,5	-2…-3	2…14	-0,8	0,6…0,8
I1+,мА	0,1	1,5мкА	1,5мкА	0,3	0
I1-,мА	1,6	15мкА	15мкА	0	10…50мкА
I2+,мА	1	2,5	2,5	3…22	0
I2-,мА	16	2,5	2,5	3	20мкА
Uном,В	0,6	1	0,9	0,2	0,1

Номенклатуру ПУ можно существенно уменьшить, если все преобразования осуществлять через некоторый промежуточный стандарт, в качестве которого чаще всего используют стандарт ТТЛ. При этом вместо 20 типов ПУ требуется лишь 8 для преобразователей сигналов ТТЛ в другие 4 типа и для обратного преобразования.

36. Преобразование уровней ттл к мдп и обратно.

Рис. 1.38

Транзистор VT1 (рис.1.38) работает в ключевом режиме. Входная цепь (R1, R2) рассчитана так, чтобы выполнялось следующее условие: уровень ТТЛ U⁰ 0,4 В должен обеспечить режим насыщения транзистора VT1 при минимальном _min : уровень ТТЛ U¹ 2,4 В должен обеспечить режим отсечки транзистора VT1 ; входной ток ПУ₁₂ I_max не должен превышать I₂ ТТЛ.

В результате на выходе ПУ₁₂ формируются уровни U₂⁰ - U_un и U₂¹ 0. Быстродействующие ПУ₁₂ определяются частными свойствами VT1, работающие в режиме насыщения. Введение нелинейной обратной связи через диод Шотки VD повышает быстродействие.

37. Преобразователи уровней ттл, эсл и обратно.

К элементам передачи сигналов от ТТЛ – схем к ЭСЛ (ПУ₁₄) и от ЭСЛ – схем к ТТЛ (ПУ₄₁) предъявляется требование сохранения высокого быстродействия. К ним относятся ПУ, входящие в состав серий К100, К500 (К100ПУ124, К500ПУ124, К100ПУ125, К500ПУ125). В ИМС К100ПУ124 (К500ПУ124) входит четыре преобразователя уровней, каждый из которых имеет по два входа и два выхода (прямой U₂₂ и инверсный U₂₁). В ИМС К100ПУ124 (К500ПУ124) все транзисторы работают без насыщения, благодаря чему задержка сигнала схемой сведена к минимуму. Недостаток ПУ₁₄ – сложность схемы и высокое энергопотребление. Более простой вариант ПУ₁₄ (рис. 1.39).

Рис. 1.39

В зависимости от состояния транзистора VT1 (МЭТ),VD2 заперт, либо открыт. При запертом диоде VD2 потенциал базы транзистора VT2 и выхода определяется током базы I_б2⁰ протекающего генератор R₂. Тогда на выходе ПУ₁₄ формируется потенциал низкого уровня: U₂⁰ = - I_б2⁰ R₂ – U_бэ2 U₀ - 1,6 В.

Подключение МЭТ VT1 в инверсный активный режим высокими уровнями U_{11 ,} U_12, повышает потенциал базы VT2 приблизительно на 0,7 В. Соответственно повышается уровень выходного напряжения до U₂¹ - 0,9 В. Недостатки схемы (рис.1.39) большой входной ток I_вх⁰ из-за малого сопротивления R₁ и работа транзистора VT2 в режиме, близком к насыщению. Кроме того, ПУ₁₄ имеет низкую помехозащищенность. Недостаток большое время задержки сигнала (около 200 нс) из-за инерционности .

Преобразователи логических уровней ИМС типа ЭСЛ к стандарту ТТЛ выполняет микросхема К100ПУ125 (К500ПУ125), содержащая четыре аналогичных ПУ₁₄, которая обеспечивает усиление логического перепада ЭСЛ до необходимого логического перепада ТТЛ.