您的设计中有低语者吗?

作者:德州仪器 Atul Patel   

大家许多人可能都与“低语者”有过交谈—低语者是指说话声音超低几乎让人听不明白的人。与低语者交谈往往会导致沟通错误且混杂各种信号,这种场景在上世纪90年代知名情景喜剧《低语者》中体现得淋漓尽致。

那么,低语者与电子系统及其设计有何关系呢?现代电子信号链已开始更多地采用在较低电压节点运行的集成电路(IC)。Sub-1V器件,如大型微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、低功耗通信器件和传感器,只是为了降低功耗和延长电池寿命而将电压降低于1V的设备类型中的几种。这些器件的电压较低也意味着它们的输入/输出(I/O)数据接口需要在较低的电压下工作。实际上,这些新型低电压信号链器件正成为该系统的低语者。

正如理解低语者的话语一样令人沮丧,器件中的低语者也会对系统信号链中的其它器件造成问题。低压器件的数据接口可能无法与电压较高的器件进行交互操作,从而导致数据信号问题。而您需要解决该问题才能使系统正常运行。 

   

解决方案就在于电压电平转换器,它能了解低压器件,并将数据转给高压器件。I/O电平转换的概念已经存在很长一段时间,工程师采用基于IC的离散和集成解决方案来实现电平转换方案。采用离散电平转换解决方案在低压器件I/O和高I/O电压器件之间切换需要仔细选择多个元件,如晶体管和电阻,以确保在整个温度范围内正常工作。

随着电压降低,离散方式可能需要更多的工程努力,同时对系统电压变化不具灵活性。集成电平转换解决方案(IC器件)已经面世一段时间,可为在1.2V和5.5V之间运行的器件提供电平转换支持,以及设计师所需的灵活性系统。但是,对于基于I/O电压不足1V的新型超低电压处理器、现场可编程门阵列(FPGA) 、微控制器(MCU)和传感器的系统,老一代的集成电平转换器将无法支持它们的需求。

随着提高电池寿命和能效等市场需求不断推动系统部件电压降低,人们迫切需要一种能与系统低语者通信的新型集成电平转换解决方案。TI正在利用其丰富的电平转换解决方案和悠久的逻辑开发历史,助力系统设计人员克服I/O电压降低有关的难题。TI最新的定向控制电压电平转换器件使系统设计人员能够支持不足0.80V的I/O电压。

SN74AXC8T245是一款8位定向控制的电压转换器。而SN74AXC1T45是一款1位定向控制的电压转换器。这两款产品是开发的新系列电压转换器中的首批器件,可帮助设计人员在系统中实现稳健的新一代低压接口。SN74AXC8T245SN74AXC1T45均有多种封装方案,因此适用于多种不同应用场合。

 

1低电压电平转换示例

此新系列可帮助设计工程师解决经常遇到的低压电平转换问题。例如,低压转换通常意味着您必须折中电平转换器的预期电流驱动量。新系列器件符合电子器件工程联合委员会(JEDCE)0.7V标准(JESD8-14A.01),这意味着不同于行业中大多数电平转换器,TI新系列电压电平转换器将提供足量电流以满足通用I/O标准。

另外,新型电压转换器的功耗远低于目前市场上竞争对手的电平转换器件。例如,按每比特计算,SN74AXC1T45比竞争对手产品的功耗降低60%,这对电池供电和功耗敏感的应用来说非常有利。

随着系统电压降低,系统设计师在未来几年的设计中将更频繁地接触到低语者器件。当您在设计中遇到低语者器件时,采用旨在使低语者发挥其作用的电平转换解决方案,可避免陷入尴尬的设计问题。

  

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原文链接:

https://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2018/03/19/design-have-a-low-talker