ZHCAFY5 October   2025 TPLD1201 , TPLD1202 , TPLD2001 , TPLD801

 

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电压电平转换简介

现代电子产品通常包含许多在不同电压电平下工作的元件。这可能是由于整合了不同代的组件，或者为了优化性能或功耗。例如，与传感器的 3.3V 电源电压相比，处理器可能在更低的 1.8V 电源电压下运行。这种情况会导致两个系统之间的通信变得困难。

电压转换器，也称为电平移位器，能够将输入电压转换为不同的输出电压。它使不同电压下运行的器件能够顺利通信。如果没有电平移位器，输出 3.3V 的设备向工作电压为 1.8V 的处理器发送信号可能会损坏处理器。或者，如果处理器向另一器件发送信号，信号可能无法达另一器件的高电输入平，从而无法正确识别。升压转换是指器件将较低电压的输入信号转换为较高电压输出，而降压转换则是将较高电压的输入信号转换为较低电压输出。

由于逻辑器件常用于不同器件之间的信号缓冲或信号组合，因此自然地会将电平位移功能集成到逻辑器件中。例如，TTL 电压阈值是一种业界通用的通信电平，旨在实现工作电源电压为 5V 的器件与工作电源电压为 3.3V 的器件之间的兼容。特别是在降压转换方面，有些器件设计了过压容限输入，可以接受高于其电源电压的信号。在降压转换中，开漏输出允许用户为输出提供与器件电源电压不同的单独的、较低的电源电压。

如需了解更多电压转换相关信息，请参考这篇全面的介绍：电压电平转换基础

TI 的可编程逻辑器件 (TPLD) 支持升压和降压转换，为设计者提供更高的易用性和集成潜力。

TPLD 中的升压转换

为了支持升压转换，所有 TPLD 器件的输入引脚都提供可选的低压数字输入模式。该模式显著降低了引脚的高低电平输入阈值，使其能够在 TPLD 的整个电压范围内兼容低至 1.8V 逻辑阈值的器件，同时 TPLD 的输出仍保持与其电源电压相对应的电平。

使用 TPLD 进行升压转换图 1 使用 TPLD 进行升压转换

在 InterConnect Studio 中将引脚设置为低压数字输入模式：选择输入引脚，点击“Input Mode”下拉菜单，然后选择“Low voltage digital input”，如 图 2 中所示。

显示低压数字输入的 ICS 引脚设置图 2 显示低压数字输入的 ICS 引脚设置

TPLD 中的降压转换

为了在 TPLD 中实现降压转换，所有 TPLD 的输出引脚都提供可选的开漏 NMOS 输出模式。这样可以通过上拉电阻将低于 VCC 的独立电压源接入输出线路。该引脚要么输出低电平使线路为低电平，要么处于高阻抗状态，使输出线路被上拉到独立电压源。这样就可以从该线路输出任意电压。这种输出方式速度较推挽输出慢，因为必须通过电阻上拉电源轨，而不是由 TPLD 主动拉高。

使用 TPLD 进行降压转换图 3 使用 TPLD 进行降压转换

在 ICS 中将输出引脚设置为开漏 NMOS 模式：选择输出引脚，点击“Output Mode”下拉菜单，然后选择“Open Drain NMOS”，如 图 4 中所示。

ICS 引脚显示开漏输出图 4 ICS 引脚显示开漏输出

随着更多行业趋向低电压，TPLD 器件让设计者能够将逻辑功能和电平转换器集成到同一器件中，从而简化 BOM 并减小解决方案尺寸。有关 TPLD 的更多信息，请访问 TPLD 产品页面或在 TI E2E™ 逻辑支持论坛上向我们的工程师提问。