表1 不同供电下的电平要求
注:表中数据仅为计算参考值,器件实际参数需参考相应的数据手册。 电平不匹配 为了确保两个器件的信号可靠传输,必须保证: - 驱动器输出的VOH(MIN)必须高于接收器输入的VIH(MIN)。 - 驱动器输出的VOL(MAX)必须低于接收器输入的VIL(MAX)。 - 驱动器输出的输出电压不得超过接收器输入的I/O电压容差。 当两个CMOS器件连接在一起时,若供电电压一致,信号传输不存在问题。若两个器件供电电压不一致,则会存在电平不匹配问题。 以3.3V器件与5V器件连接为例,会出现以下两个问题: - 5V器件输入引脚可能无法识别3.3V器件输出的高电平 如图1,3.3V器件输出VOH大值3.3V也无法达到5V器件VIH的小值3.5V,无法保证3.3V器件输出的高电平被正确识别。由于器件设计有一定余量,在测试时可能仍可正常工作,但存在风险,如出现器件电压波动时,就会出现问题。
图1 3.3V器件输出,5V信号输入 - 5V器件输出高电平可能损坏3.3V器件输入接口。 如图2,5V器件输出高电平信号远高于3.3V,若3.3V器件输入引脚不支持5V电平输入,则工作时会有电流灌入3.3V器件,严重会造成器件损坏。
图2 5V信号输出,3.3V信号输入 隔离收发器选型 以CTM1051(A)M系列产品为例,其内部采用的CMOS技术的芯片,引脚电平如图3,符合CMOS电平标准。在选型时,应该针对不同的MCU选择相应型号,才能杜绝因电平不匹配产生问题,若MCU为5V供电,应选择CTM1051M;若MCU为3.3V供电,则选择CTM1051AM。