Перевод на «подземные» логические уровни

У меня есть микросхема радиочастотного переключателя, которая управляется логическим сигналом с уровнями 0 В и -3 В. Я хочу управлять этим из CPLD, который выдает обычные уровни +3,3 В КМОП.

Площадь платы в этом дизайне очень важна, потому что я пытаюсь втиснуть это в существующий дизайн.

Потребление энергии в несколько мА или время переключения до 100 мкс не будет проблемой для этой схемы. Управляющий вход RF-чипа обеспечивает нагрузку всего около 10 мкА. Допустимые логические уровни находятся в пределах +/- 0,5 В от номинальных значений. Я могу иметь дело с инвертирующим или неинвертирующим решением. У меня есть питание +3,3 и -3,3 В.

У меня есть «довольно хорошее» решение проблемы перевода уровней, но я хотел бы знать, есть ли каноническое «лучшее» решение для этой проблемы.

редактировать

Чтобы прояснить требования к выходу, высокий уровень выходной логики должен быть в диапазоне от -0,4 до +0,6 В. Низкий уровень выходной логики должен быть в пределах от -3,5 до -2,5 В.

logic-level

— Фотон
источник

Очень непослушный 1-й укус: зенер 3V3 от Vout_CPLD до Vin_RF. Резистор от Вин_РФ до -3В. Может быть, 2V7 стабилитрон или 3V0. Поиграть.

— Рассел МакМэхон

Я показал вам мое, так каково ваше "довольно хорошее" решение?

— Олин Латроп

@OlinLathrop, тупо слишком сложно по сравнению с твоим. Я покажу это через 24 часа.

— Фотон

@OlinLathrop, опубликовано сейчас.

— Фотон

Ответы:

Это должно быть хорошо, так как вам нужен только ответ 100 мкс. С выходным сопротивлением 10 кОм нагрузка 10 мкА вызовет только смещение 100 мВ, что находится в пределах вашей спецификации.

Обратите внимание, что это инвертирует, поэтому полярность выхода CPLD необходимо соответствующим образом отрегулировать.

Добавлено:

Я только что заметил, что, возможно, вам нужен только выход от 0 до -3,3 В, а не от +3,3 до -3,3 В. Сначала вы упоминаете от 0 до -3,3, но затем говорите о допустимых значениях ± 500 мВ, поэтому я немного запутался. В любом случае, здесь выходная версия от 0 до -3,3 В. Этот не инвертировать.

— Олин Латроп
источник

Извините, это не было ясно. Высокий уровень выходной логики должен составлять от -0,4 до +0,6 В. Низкий уровень выходной логики должен составлять от -3,5 до -2,5 В.

— The Photon

@TheP: Нижний контур хорошо соответствует этим спецификациям. Высокий уровень будет около +300 мВ, а низкий уровень не более чем на 100 мВ выше отрицательного напряжения.

— Олин Латроп

Если ваш высокий логический уровень не может превышать 0,0 В макс. (От -0,4 В до 0,0 В на его примере), вы можете просто увеличить значение резистора эмиттера, и он будет работать?

— подводное плавание

Я больше думал об этом и понял, что мой предыдущий комментарий был ошибочным. Использование чего-то похожего на то, что опубликовал «Фотон» ниже, было бы более уместным.

— подводное плавание

Хорошо, как и обещал, вот мой:

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Как я уже упоминал в комментариях, это слишком сложно по сравнению с Олином. Единственным преимуществом этого является то, что выходное напряжение не поднимается над землей в высоком состоянии, что даже не требуется для моей схемы (но может быть полезно в другой ситуации).

Что заставляет его работать вообще, так это использование дополнительной пары со встроенными резисторами смещения, такими как MUN5311DW1 . Это помещает R1, R2, R3, R6 и оба BJT в единый пакет SC-70 (2 x 2 мм) по цене менее $ 0,05 (в шум для моих целей). Под номером артикула NSBC114EPDP6T5G чип может быть установлен в SOT-963 размером 1 x 1 мм.

Я думаю, что эта схема на самом деле соответствует чуть меньшей площади, чем у Олина, из-за уменьшенных внешних дискретностей. Если только я не могу найти BJT со встроенным эмиттерным резистором.

Идея Рассела об использовании только стабилитрона и резистора, вероятно, выигрывает приз, но, к сожалению, у меня нет времени позволить себе «немного поиграть», чтобы найти правильное значение стабилизации в этом конкретном проекте.

— Фотон
источник