三種常見的電平轉換方案

1、三極管或MOS管轉換電平

這是一種比較常用的方案，我所使用的NB-IOT模塊的datasheet上面就有推薦這種方案。如下圖所示，當TXD端為高電平時，NPN三極管處于截止狀態(tài)，RXD端被上拉到其電源電壓；當TXD端為低電平時NPN三極管導通，RXD端被拉低到低電平，完成電平轉換。三極管也可以使用MOS管替換。

布局簡單，可以根據(jù)電路板的尺寸進行合理布局。這種方案的缺點也是很明顯，就是速度有限制，上面提到的datasheet里面給出的數(shù)據(jù)是不適合波特率超過460800bps的應用。

2、使用電阻分壓轉換電平

這種方案應該是最便宜的一種了，只使用了電阻這一種器件，如下圖所示。我們分析一下這個電路，當3.3V電平模塊向右側發(fā)送數(shù)據(jù)的時候只通過限流電阻，到達右側時的電平在客戶端的接收范圍內(nèi)。當5V電平客戶端向左側發(fā)送數(shù)據(jù)時通過兩個電阻分壓，左側接收端電壓5V*2K/（1K+2K）≈3.3V。

這種方案的優(yōu)點不言而喻就是成本極低，只需三個小電阻，同時方便布局，在PCB板上也不占用空間。當然缺點也是大大的，為了降低功耗那么分壓部分的電阻值不能選擇太小，這就導致了驅動能力不強同時速度上也不能太快，因為有寄生電容的影響。再一個就是完全沒有隔離會有電流串擾，左右相互影響。

3、二極管鉗位法轉換電平

二極管鉗位法來轉換電平也是一個很常用的方案，具體電路如下圖所示。我們來分析一下這個電路。當左側TXD低電平的時候，由于D2的鉗位作用，使得右側RXD會得到一個等于二極管Vd的低電壓；當左側TXD發(fā)出高電平的時候。由于D1的鉗位作用，右側RXD會得到一個3.3V+二極管Vd的高電平。下面一組就更好理解了，當右側TXD發(fā)出5V高電平的時候，左側RXD接收到3.3V+Vd的電平，選擇一款低壓降的肖特基二極管就可以使接收到的電平更接近3.3V。

這種方案的優(yōu)點是成本低廉，好實現(xiàn)，還有就是漏電流很小。缺點通過我們上述的分析大家應該已經(jīng)知道了，那就是電平存在誤差，這個誤差就是二極管的正向壓降，存在超出芯片正常工作電平的危險；再一個就是速度，因為有上面那個限流電阻的存在是會影響速度的，所以速度只能在100K以內(nèi)。