ST2378E – 8-liniowy, dwukierunkowy konwerter poziomów logicznych

Podstawowe cechy układu ST2378E

8-liniowy dwukierunkowy konwerter poziomów sygnałów cyfrowych
poziomy konwertowanych sygnałów w zakresach napięciowych od 0/1,8 V do 0/5,5 V
maksymalna szybkość transmisji za pośrednictwem każdej z linii 13 Mb/s
maksymalny czas propagacji 15 ns
obudowa TSSOP20

Układ ST2378E produkowany przez firmę STMicroelectronics jest przeznaczony do konwersji poziomów napięciowych sygnałów cyfrowych. Przykładowo: sygnał o poziomach logicznego „0” i „1” z zakresu napięć 0/1,8V może być zamieniony na sygnał o poziomach logicznych 0/5V i odwrotnie. Możliwe są także inne kombinacje poziomów napięć z przedziału 1,8…5,5V. Układ ST2378E wyposażono w 8 dwukierunkowych linii, nie wymagających przełączania kierunku transmisji.

Rys. 1. Schemat aplikacyjny testowanego rozwiązania

Na rysunku 1 pokazano podstawowy schemat aplikacyjny układu ST2378E. Do pracy wymaga on zasilania dwoma napięciami oznaczonymi VL i VCC, połączonymi ze wspólną masą układu. Wartości napięć VL i VCC powinny być takie jak poziomy logicznych „1” konwertowanych sygnałów. Sygnały o niższym napięciu odpowiadającemu logicznej „1” powinny być dołączone do wyprowadzeń linii oznaczonych jako IO1VL…IO8VL i zasilanych z bieguna VL, a sygnały o wyższym napięciu odpowiadającemu logicznej „1” powinny być doprowadzone do wyprowadzeń oznaczonych jako IO1VCC…IO8VCC. Układ ST2378E będzie działał prawidłowo jeśli poziomy napięć VL i VCC będą różne (minimalna zalecana różnica ich wartości wynosi co najmniej 0,3 V).

Układ ST2378E zastosowano w zestawie KAmodLVC. Zarówno układy, jak i zestawy KAmodLVC są dostępne w sklepie dla elektroników KAMAMI.pl.

Rys. 2. Przykład konwersji poziomów pomiędzy systemami cyfrowymi zasilanymi napięciami 3,3 i 5 V

Na rysunku 2 pokazano oscylogram ilustrujący konwersję przebiegu cyfrowego o poziomie 0/3,3V (kanał 1, przebieg górny) na sygnał o poziomach 0/5V (kanał 2, przebieg dolny). Sygnał testowy doprowadzono na wejście linii 1 (wyprowadzenie IO1VL), po poziomów jest dostępny na linii IO1VCC.

Rys. 3. Przykład konwersji poziomów pomiędzy systemami cyfrowymi zasilanymi napięciami 5 i 3,3 V

Na rysunku 3 pokazano podobną konwersję, ale sygnał testowy jest podawany na linię IO1VCC (pracuje jako wejście) i odbierany (w standardzie 0/3,3 V) na wyjściu IO1VL.
Układ ST2378E jest przystosowany do transmisji sygnałów o szybkości do 13 Mb/s. Maksymalne opóźnienie sygnału wnoszone przez układ wynosi 15 ns (zazwyczaj 2…6ns).

Rys. 4. Odpowiedź wyjścia ST2378E na pobudzenie wejścia sygnałem prostokątnym o wolno narastającym zboczu

Na oscylogramie pokazanym na rysunku 4 przedstawiono odpowiedź wyjścia układu ST2378E (kanał 2, przebieg dolny) na pobudzenie jego wejścia zboczem narastającym sygnału prostokątnego (kanał 1, przebieg górny). Widać, że układ ST2378E poprawia stromość zbocza sygnału wejściowego (po konwersji na wyjście).
Układ ST2378E wyposażono w wejście sygnału zezwalającego OE, który jest wspólny dla wszystkich linii I/O. Stan wysoki na tym wejściu powoduje, że wszystkie 8 linii układu ST2378E jest aktywnych, stan niski ustawia wszystkie linie w stan wysokiej impedancji. W czasie normalnej pracy wejście powinno być połączone poprzez rezystor z napięciem VL (tolerowany poziom napięcia na tym wejściu do 5,5 V).
Układ ST2378E jest dostępny w obudowach TSSOP20 i mniej popularych FlipChip20. Zakres temperatur pracy od -40 do 85°C. Układ wyposażono – wyłącznie od strony linii I/O zasilanych z V_CC – w zabezpieczenie przed uszkodzeniem wywołanym przez ESD o napięciu do 15 kV.

Ryszard Szymaniak, Aries RS