Согласование уровней -27В/+5В

[alexis]

Коллеги, подскажите, кто чем сможет!

К устройству, собранному на 745 (145) серии с питанием в -27 вольт, работающему на частотах порядка сотен килогерц, предполагается подключить микроконтроллер, к примеру - AVR, с питанием +5В.
Число линий велико, навскидку - больше десятка, линии в большинстве однонаправленные, но обмен между устройствами двусторонний.
Каким образом лучше согласовать логические уровни?

В голову ничего не приходит, кроме высокоскоростных оптронов, но хотелось бы какое-то более хм... приличное решение, с меньшим количеством корпусов.

Прошу подсказки.

[uldemir]

Перевернуть ATMEGу вверх ногами, и согласовывать +27/+5. В нижнюю сторону резисторным делителем со стабилитроном, в верхнюю - транзисторный ключ.

[alexis]

Хм... Интересное решение - перевернуть питание.

Вот только будет ли работать ATMEGа при таком включении?
А внешняя логика и внешняя же память, подключенная к ATMEGe?

[uldemir]

Что тут не понятного? массу пятивольтовой части на -27 сажаем и все.
Или наоборот - +5 на массу 27-ми вольтовой схемы.

[alexis]

Понял.
Большое спасибо!

[Microtech]

Я часы делал, в соседней ветке, на газоразрядных индикаторах. У меня 145ая микросхема управляет не семисегментниками, а неонками с десятком катодов. Перекодировка из семисегментного кода в двоичный делается на К556РТ4. Вся логика +5В, К145 питается -27В, индикаторы +160В. Уровни согласованы так:

prav_27to5.JPG

Сдвиг уровней -27 -> +5.

(20.3 КБ) 1958 скачиваний

[alexis]

Да, этот подход, как мне кажется, лучше.
И вытекающий ток невелик от микросхемы и опять же +5 относительно земли.
Стабилитрон именно на 12 вольт? Это критично?

[Microtech]

Не нужен стабилитрон. Никакой разницы, где сажать напряжение, на резисторах или стабилитроне. Рассеиваемая мощность не изменится.

[alexis]

То есть, стабилитрон можно исключить?
В описаниях 145 серии сказано, что уровень логического нуля может достигать -2 вольт.
Нужно ли вводить дополнительные компоненты для исключения ложного открывания ключа?
Вообще, можно ли, не слишком усложняя схему, "поднять" уровень переключения до, скажем, 0.5 Uпит.?

[avreal]

"не так, всё не так" (tm)
Простейшая схема одновремённо и одна из лучших.


Транзистор с общей базой передаёт между "+" и "-" доменами питания ток.
При правильно подобранных резисторах можна добиться даже отсутствия насыщения транзистора и работать на довольно высоких частотах (особенно если транзистор - КТ368 или что-то похожее, то десятки МГц легко). Впрочем, тут это не нужно.

Благодаря передаче тока уровни "линейно масштабируютя" -- если на выходе одной стороны уровень пол-питания, то и после транслятора уровней тоже будет половина второго питания.

Если "коллекторные" резисторы выбрать несколько большего номинала, чем питание соответстующей части, делённое на вгоняемый со стороны эмиттера ток, то транзистор насыщается, его переход база-эмиттер отрабатывает как защитный.

Если коллекторный резистор, наоборот, уменьшить, то можно получить нужную амплитуду сигнала. К примеру, там, возле -27В у нас полевой транзистор, который эти -27В коммутирует. И ему на затвор надо миниму 2-3В, 5 очень хорошо, больше 20 нежелательно. Ну так ставим коллекторный резистор немного меньшим эмиттерного и получаем при -27В размах сигнала 5В. Аналогично удобно вверх поднимать, над питанием 5В - тогда базу NPN транзистора на +5В и выбрать нужные номианалы резисторов для соответствующего задаче масштабирования амплитуды передаваемых импульсов.

[alexis]

Благодарю, очень познавательно!
Похоже, пора повнимательнее перечитать матчасть по транзисторам...

[Microtech]

avreal Спасибо за науку. И просто и действенно.

[avreal]

Для полноты картины, хоть это уже и оффтопик -- как таким образом строится выключатель двуполярного напряжения.
R1 -- исключительно для микропроцессорного выхода, который на старте в Hi-Z может быть.



p.s. для биполярных ключевых транзисторов можно аналогично, только R4 уменьшить для нужного базового тока и посмотреть, не превышается ли мощность VT1, VT2. За счёт передачи тока - экономия на последовательных резисторах в базах ключевых транзисторов.

Эти резисторы... Ну площадь платы иногда уж ладно, но его впаять стоит в разы дороже, чем он сам!