Analog Devices ADG3300: szybki, 8-bitowy, dwukierunkowy konwerter poziomów logicznych

Układ ADG3300 należy do szybko powiększającej się rodziny dwukierunkowych konwerterów poziomów sygnałów cyfrowych, na które zapotrzebowanie rośnie wraz z coraz większą liczbą standardów napięciowych z jakimi pracują współczesne układy cyfrowe.
Cechami, które wyróżniają układ ADG3300 pośród rozwiązań konkurencyjnych, jest duża szybkość działania, szeroki zakres napięć zasilających, możliwość dwukierunkowego transferu danych i niski pobór prądu w trybie uśpienia.

W skład układu ADG3300 wchodzi 8 niezależnych, dwukierunkowych transceiverów danych (rysunek 1), których końcowe bufory mogą być zasilane napięciami od 1,15 V (od strony A) do 5,5 V (od strony B). Każde z wyprowadzeń linii może pełnić funkcję wejścia lub wyjścia bez konieczności sterowania kierunkiem przepływu danych. Wyprowadzenia przypisane są do jednej z dwu grup: A1…A8 i Y1…A8. Wyprowadzenia pełniące funkcje wejść lub wyjść z grupy A konwertują sygnały do niższego poziomu zasilania (napięcie zasilające V_CCA mieści się w przedziale od 1,15 V do V_CCB) a wejścia i wyjścia grupy B konwertują sygnały do wyższego poziomu zasilania (od 1,65 V do 5,5 V).

Rys. 1. Schemat blokowy układu ADG3300

Podczas konstruowania układu ADG3300 położono nacisk na zapewnienie dużej szybkości jego działania (skrócenie czasu propagacji sygnału przez układ). Na rysunku 2 pokazano budowę pojedynczej linii danych: do konwersji poziomu sygnału z wejścia A służą bramki U1 i U2 natomiast konwersją sygnału z wejścia Y zajmują się bramki U3 i U4. Blok oznaczony na rysunku ONE SHOT GENERATOR bada poziom sygnału na obydwu wyprowadzeniach A i Y. W przypadku wykrycia zmiany poziomu sygnału na którymś z wejść, za pomocą krótkiego impulsu załącza on odpowiednie tranzystory T1, T2, T3, T4 zwierając do masy lub zasilania wyprowadzenia A i Y. Dzięki temu szybciej przeładowywane są wypadkowe pojemności obciążające każde z wyprowadzeń i polepszana jest stromość zboczy sygnałów wyjściowych, a przez to zwiększa się maksymalna szybkość transmisji.

Rys. 2. Budowa kompletnego, dwukierunkowego transceivera linii danych

W tabeli 1 zestawiono możliwe do osiągnięcia maksymalne szybkości transmisji w zależności od wartości napięć VCCA i VCCY. Wynika z niej, że największą szybkość transmisji (60 Mb/s) można osiągnąć gdy napięcie VCCA będzie się mieściło w przedziale 2,3…2,7 V, zaś napięcie VCCY w przedziale 3…3,6 V.