5V->3V3 Problem

[acros (Gast)]

Hallo,

Ich würde gerne einen 5V TTL Pegel auf 3V3 bringen. Hierfür hätte ich 
Schottky Dioden verwendet was auch klappt, doch leider ist der Strom 
durch die Dioden etwas zu gering wodurch die Spannung nur auf 3,8V 
reduziert wird. Das liegt aber leider relativ nahe an den absolut max. 
ratings(3,88V) des nachfolgenden (FPGA-)Eingangs.

Nun suche ich nach der einfachsten(billigsten) Lösung um die Spannung 
noch etwas zu reduzieren. Leider kann ich den Strom begrenzenden 
Widerstand vor der Zener-Diode nicht beeinflussen und zudem ist er mit 
100k sehr hoch.

Meine einstweilige Lösung (siehe Anhang)

vielen dank, acros

[doedel (Gast)]

http://www.mikrocontroller.net/articles/Pegelwandler

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Das ergibt alles so dermaßen keinen Sinn ...

acros schrieb:
> Ich würde gerne einen 5V TTL Pegel auf 3V3 bringen.

TTL hat keine 5V. Warum nennst du das TTL, obwohl es doch keins ist?

> Hierfür hätte ich
> Schottky Dioden verwendet was auch klappt, doch leider ist der Strom
> durch die Dioden etwas zu gering wodurch die Spannung nur auf 3,8V
> reduziert wird.

Ergibt auch keinen Sinn, insbesondere nicht in Verbindung mit der 
gezeigten Schaltung. Da werden die beiden Schottkys als Klemmdioden 
(gegen Vcc bzw. GND) verwendet. Da will man, daß wenig Strom durch die 
fließt und daß die Flußspannung klein ist.

> Nun suche ich nach der einfachsten(billigsten) Lösung um die Spannung
> noch etwas zu reduzieren. Leider kann ich den Strom begrenzenden
> Widerstand vor der Zener-Diode nicht beeinflussen und zudem ist er mit
> 100k sehr hoch.

Die Schaltung enthält gar keinen 100K Widerstand, sondern einen mit 100 
Ohm. Noch dazu sitzt der hinter der Z-Diode und nicht davor. OK, 
sicher sein kann man sich da nicht, weil du es ja nicht für nötig 
gehalten hast, die Anschlüsse deiner "Schaltung" zu beschriften.

Um den Ausgang einer 5V CMOS-Logikschaltung an den Eingang einer 3.3V 
CMOS-Logikschaltung anzuschließen, reicht ein simpler Serienwiderstand 
in Verbindung mit einer Schottky-Klemmdiode nach 3.3V. Dabei ist zu 
beachten, daß der Widerstand mit den parasitären Kapazitäten einen 
Tiefpaß bildet. Für sehr schnelle Signale / hohe Frequenzen würde man 
besser einen richtigen Pegelwandler in Form eines 3.3V 
Logikbausteins mit 5V-toleranten Eingängen verwenden.


XL

[TTL (Gast)]

Woher weißt du dass es kein 5V TTL ist? Hast du Infos die wir nicht 
haben?

[Jörg E. (jackfritt)]

http://de.m.wikipedia.org/wiki/Pegelumsetzer

[acros (Gast)]

Axel Schwenke schrieb:

> Ergibt auch keinen Sinn, insbesondere nicht in Verbindung mit der
> gezeigten Schaltung. Da werden die beiden Schottkys als Klemmdioden
> (gegen Vcc bzw. GND) verwendet. Da will man, daß wenig Strom durch die
> fließt und daß die Flußspannung klein ist.

Ein Tippfehler meinerseits. Zener-Diode sollte gemeint sein um die 5V 
auf 3V3 zu bringen. Schottky zum Schutz und um von den besagten 3,8V auf 
etwa 3,5V herunter zu kommen.

> Die Schaltung enthält gar keinen 100K Widerstand, sondern einen mit 100
> Ohm. Noch dazu sitzt der hinter der Z-Diode und nicht davor. OK,
> sicher sein kann man sich da nicht, weil du es ja nicht für nötig
> gehalten hast, die Anschlüsse deiner "Schaltung" zu beschriften.

Der 100k befindet sich vor der Zener diode und ist nicht eingezeichnet.
Die 100 ohm sollen den Strom durch die bat54 reduzieren.

> Um den Ausgang einer 5V CMOS-Logikschaltung an den Eingang einer 3.3V
> CMOS-Logikschaltung anzuschließen, reicht ein simpler Serienwiderstand
> in Verbindung mit einer Schottky-Klemmdiode nach 3.3V. Dabei ist zu
> beachten, daß der Widerstand mit den parasitären Kapazitäten einen
> Tiefpaß bildet. Für sehr schnelle Signale / hohe Frequenzen würde man
> besser einen richtigen Pegelwandler in Form eines 3.3V
> Logikbausteins mit 5V-toleranten Eingängen verwenden.
>
> XL

Danke.

[Nacktaktiver (Gast)]

Axel Schwenke schrieb:
> Um den Ausgang einer 5V CMOS-Logikschaltung an den Eingang einer 3.3V
> CMOS-Logikschaltung anzuschließen, reicht ein simpler Serienwiderstand
> in Verbindung mit einer Schottky-Klemmdiode nach 3.3V. Dabei ist zu
> beachten, daß der Widerstand mit den parasitären Kapazitäten einen
> Tiefpaß bildet. Für sehr schnelle Signale / hohe Frequenzen würde man
> besser einen richtigen Pegelwandler in Form eines 3.3V
> Logikbausteins mit 5V-toleranten Eingängen verwenden.
>
>
> XL

Mit deiner Aussage würde ich vorsichtig sein. Viele FPGA haben oft nur 
an bestimmen Ports die Klemmdioden und werden meisten mit "PCI Voltage 
compatible" oder "PCI Clamping Diodes" umworben. Kleinere FPGA besitzen 
oft keine Klemmdioden. Ich würde einfach einen passenden Pegelwandler 
verwenden und mich darüber freuen das im Fehlerfall ein TSSOP Baustein 
abraucht und der UBGA-256 ganz bleibt.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Nacktaktiver schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Um den Ausgang einer 5V CMOS-Logikschaltung an den Eingang einer 3.3V
>> CMOS-Logikschaltung anzuschließen, reicht ein simpler Serienwiderstand
>> in Verbindung mit einer Schottky-Klemmdiode nach 3.3V.

> Mit deiner Aussage würde ich vorsichtig sein. Viele FPGA haben oft nur
> an bestimmen Ports die Klemmdioden

<seufz>

Warum glaubst du wohl habe ich geschrieben, daß man Widerstand und 
Klemmdiode braucht? Weil ich damit sagen wollte, daß man die Klemmdiode 
weglassen kann?

> und werden meisten mit "PCI Voltage
> compatible" oder "PCI Clamping Diodes" umworben. Kleinere FPGA besitzen
> oft keine Klemmdioden.

Die Tatsache daß das Datenblatt Eingangsspannungen über Vcc + 0.5V 
verbietet, ist ein sicheres Indiz dafür daß intern Klemmdioden vorhanden 
sind. Denn genau die sollen ja davor geschützt werden, "überfahren" zu 
werden.

Im Prinzip kann man tatsächlich nur den Widerstand verbauen und auf die 
Wirkung der internen Klemmdiode vertrauen. Allerdings ist das meist kein 
spezifizierter Betriebsfall (erforderlich wäre eine Angabe über den 
maximalen Strom durch die Klemmdioden im Datenblatt). Und genau deswegen 
habe ich das auch nicht empfohlen.

> Ich würde einfach einen passenden Pegelwandler verwenden

Was daran einfach ist, erschließt sich mir nicht. Einfach wäre die 
Verwendung eines FPGA mit 5V-toleranten Eingängen. Wenn man schon 
5V-Logik anschließen muß.


XL

[Fabian F. (fabian_f55)]

Das billigste ist einen Wiederstand gegen GND dranzuhängen. Dann hast du 
einen Spannungsteiler und musst nur noch die Spannung abgreifen.
Hier wären das dann 200k gegen GND
5V/300k=16µA
200k*16µA=3,3V

Ist halt nicht sonderlich schnell. Aber ist 100k Ausgangswiderstand 
nicht eh viel zu viel für den FPGA eingang? Der FPGA mit dem ich hier 
grad arbeite hat rund 50k Eingangswiderstand. Da würde die Spannung von 
ganz alleine einbrechen...
Müsste dann wohl ein Impedanzwander dazwischen..