[펌] 5V <- 3.3V DSP IO port 전압 회로 참고

+3.3V DSP 레벨의 신호를 +5V TTL에 접속하는 방법

[출처] +3.3V DSP 레벨의 신호를 +5V TTL에 접속하는 방법|작성자 어리버리

 

이번에는 반대로 DSP의 3.3V 출력신호를 5V 논리소자에 입력으로 접속하는 방법을 요약하여 설명하고자 한다.

(1) 3.3V CMOS형의 DSP 출력을 5V TTL 입력에 접속하는 경우 - <그림 1>
이 경우는 CMOS의 출력이 TTL과 원천적으로 잘 매치되므로 별다른 방법을 사용하지 않고 그대로 접속하면 된다. 이것은 TTL의 입력에서 최대 L상태 전압 Vil=0.8V이고 최소 H상태 전압 Vih=2.4V인데 비하여 3.3V CMOS의 출력에서 최대 L상태 전압 Vol=0.4V이고 최소 H상태 전압 Voh=2.8V로서 TTL의 입력조건을 만족하기 때문이다.

(2) 3.3V CMOS형의 DSP 출력을 5V CMOS 입력에 접속하는 경우 - <그림 2>
이 경우는 3.3V CMOS의 출력을 5V CMOS의 입력 레벨에 맞도록 시프트시켜 주어야 한다. 5V CMOS의 입력은 최대 L상태 전압 Vil=1.0V이고 최소 H상태 전압 Vih=3.5V일 것을 필요로 한다. 그러나, 3.3V CMOS의 출력단에 R1=10kΩ를 접속한 상태에서는 최대 L상태 전압 Vol=0.2V이고 최소 H상태 전압 Voh=3.3V로서 5V CMOS의 입력레벨을 만족시키지 못한다.
따라서, 이를 위의 <그림 2>처럼 다이오드 D1으로 레벨 시프트시키면 출력전압이 약 0.6V 정도 상승되어 0.8V 및 3.9V의 범위에서 스윙(swing)하게 되고, 이것은 5V CMOS의 입력조건을 만족하게 된다. 그러나, 당연히 이는 신호의 상승시간 지연을 야기한다.

(3) 3.3V CMOS형의 DSP 출력을 바이폴라 트랜지스터나 MOSFET 입력에 접속하는 경우 - <그림 3, 4>
바이폴라 트랜지스터를 구동하는 것은 앞단의 출력이 3.3V 로직이든지 5V 로직이든지 동일하다. 즉, 구동하려는 트래지스터의 전류증폭률을 고려하여 적절한 베이스 전류를 흘려주면 되므로 <그림 3>에서와 같이 베이스 저항값을 적절히 선정하여 사용하면 된다.
그러나, MOSFET를 구동하는 경우에는 대부분의 MOSFET가 필요로 하는 게이트 전압이 3.3V를 넘으므로 특별한 방법이 필요하다. 가장 간편하게 이 문제를 해결하는 것은 <그림 4>에서와 같이 74HCT04나 74HCT240과 같은 5V CMOS 버퍼를 사용하여 3.3V 레벨의 출력을 5V 레벨의 출력으로 변환하는 것이다.

<참고자료> TI사의 Application Report : 3.3V DSP for Digital Motor Control

[출처] +3.3V DSP 레벨의 신호를 +5V TTL에 접속하는 방법|작성자 어리버리