Сдвиг уровня + усиление

Допустим, у меня есть сигнал, где 1v — это цифровой 0, а 4v — это цифровой 1.

Я немного запутался, как я могу использовать транзистор PNP + NPN, чтобы иметь выход +11..12 (для 1) или -11..12 В (для 0), при условии, что у меня есть блок питания +12/-12?

ОБНОВЛЕНИЕ: Это для маломощного драйвера MOSFET, который должен быть выполнен в дискретных транзисторах.

Является ли ограничением дизайна то, что у вас ровно 1 PNP и 1 NPN? Или у вас может быть более одного каждого?
Чем меньше, тем лучше, так что если надо, то можно и больше.

Ответы (3)

Ты это имеешь ввиду?введите описание изображения здесь

Очень-очень близко, но можно ли каким-то образом заменить выходной резистор другим транзистором, чтобы получить более быстрые переходы / более высокие возможности управления?
@BarsMonster - я и сам думал так же. Я все еще думаю ...
Во-первых, @BarsMonster: хороший вопрос, +1, мне действительно нравится об этом думать. И @Mike, тоже хороший ответ. +1. Я много думал об этом, я думаю, что в значительной степени правильным решением этой проблемы является компаратор +/- 12 В, дискретный или какой-либо другой, верно? Я обдумывал несколько идей, но не совсем понял... никогда не разрабатывал компаратор, и единственный биполярный операционный усилитель, который я изучал, - это 741...
@AdamP Скорость нарастания и пропускная способность компаратора будут ограничивающим фактором, особенно с дешевыми микросхемами компаратора. Мне любопытно, как далеко вы можете зайти с IC+discrete.
@BarsMonster, MikeJ-UK. Чтобы сделать его двухтактным: коллектор Tr1 находится либо на + 12 В (низкий вход), либо на 0 В (высокий вход). Вы заменяете выходной резистор (подтягивающий до -12 В) транзистором NPN с общим эмиттером. Используйте резисторный делитель от коллектора Tr1 до -12 В для управления базой. Выберите номиналы резисторов так, чтобы базовое напряжение было либо чуть ниже, либо значительно выше Vbe, в зависимости от коллектора Tr1, равного 0 В или +12 В соответственно.
@stevenvh - Да, это может сработать. Последнее предложение особенно важно, но если на входе есть медленные переходы, оба выходных транзистора могут включиться одновременно. Гистерезисный резистор от выхода до Tr1b может немного помочь.

Моя попытка решения.

R5 и R6 предназначены только для моделирования сопротивления источника и не являются частью схемы. C1 и R4 используются в качестве нагрузки для моделирования.

V4: источник входного сигнала (10 МГц, коэффициент заполнения 0,5, прямоугольная волна от 0 до 5 В для имитации)
V3: опорный источник (2,5 В для имитации)
V1: питание +12 В
V2: питание -12 В

По сути, это операционный усилитель или компаратор. Я только сделал несколько переходных симуляций, чтобы проверить это. Это может удовлетворить ваши потребности. Основными недостатками являются сложность, чувствительность выходного уровня 1:1 к уровням питания, отсутствие защиты от короткого замыкания на выходе.

Вам нужно будет немного подрезать источники питания, если вам нужно приблизиться к выходу +/- 12 В. Я бы рекомендовал увеличить R1 и R3 до 5k или 10k или 20k. Это снизит энергопотребление в состоянии покоя, но уменьшит допустимый выходной ток — но вам, вероятно, не нужно будет управлять большим током с этим, верно? Вы хотели бы поиграть со значениями, чтобы получить их правильно для ваших нужд.

V3 устанавливает порог переключения. Гистерезиса нет. Возможно, вы сможете настроить петлю положительной обратной связи от выхода к входу, чтобы заставить триггер Шмитта добавить гистерезис.

Выходной каскад, вероятно, также можно было бы заменить на двухтактные усилители с общим эмиттером вместо повторителей, чтобы получить более широкий выходной размах.

Схема:

схема переключения передач

Моделирование:

симуляция переключателя

Когда я вижу, как люди изобретают такие сумасшедшие схемы транзисторов - я просто чувствую себя глупо :-) К сожалению, это слишком сложно :-/

Это похоже на сдвиг уровня TTL в RS232.

На сайте Open Circuits есть список переключателей уровня TTL-to-RS232 .

В частности, вас могут заинтересовать 2 дешевых МОП-транзистора и 2 резистора, использующих конфигурацию Dale N0XAS .

К сожалению, это не для RS232. Это нужно для создания быстрого (> 10 МГц) драйвера крошечных N-мосфетов (не этих громоздких силовых мосфетов, а крошечных, таких как 2N7002). Это отрицает идею использования MOSFET отдельно - это будет слишком медленно.
У преобразователя уровня TTL в EIA232 выходные напряжения будут инвертированы.
@Bars BJT будут еще медленнее, если вы не сделаете все возможное, чтобы не допустить их насыщения. МОП-транзисторы с малым сигналом хороши, довольно дешевы и быстры.
@BarsMonster: Несмотря на то, что канистры CM в форме куба не были разработаны для вашего приложения LM с цилиндрическим гнездом , возможно, они все еще будут работать с небольшим количеством клейкой ленты. :-)
Сдвиг уровня + усиление
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v