CN109257039A - 一种电压电平转换装置 - Google Patents

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Inventor
桑泉
刘德状
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North Electronic Research Institute Anhui Co., Ltd.
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017509—Interface arrangements

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Abstract

本发明公开一种电压电平转换装置，包括运算放大器N1、电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3以及稳压二极管V1；采用稳压二极管的基准电源以及运算放大器组成电平扩展转换电路，输入0V～4V正电源电平范围，经电平扩展转换电路转换为‑5V～+5V电平范围，此电平范围应用领域广，主要应用自动控制***中D/A转换电路输出电平转换，转换的‑5V～+5V电平范围有利于自动控制设置比较门限和自检功能，结构简单、成本低、速度快、可靠性高等优点。

Description

一种电压电平转换装置
技术领域
本发明涉及一种电压电平转换装置。
背景技术
在复合电源电路尤其是 SOC ***中，各电路单元的供电电压并不完全一致，难以统一，各电路单元之间的信号传输，需要经过转换，才能进行沟通 ；此外为了节省能耗，通常需要降低芯片内部的工作电压 (例如 1.2V)，但芯片与芯片之间传输信号时，仍需要在较高的电压 (例如3.3V～5V) 下进行。 因此，必须使用电平转换电路作为芯片、电路单元的输入输出接口设备，以实现上述信号的电平转换。
现有的电平转换电路一般都是采用MOS管阵列组成，由高电平转为低电平或低电平转为高电平，功能单一，结构复杂，成本较高，使用范围不宽。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电压电平转换装置，该装置能够将0V～4V的输入电平转换为-5V～+5V的输出电平,扩展了电平的转换范围，且结构简单、成本低、速度快、可靠性高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电压电平转换装置，包括运算放大器N1、电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3以及稳压二极管V1；
运算放大器N1的正负电源端分别连接+6V工作电源与-6V工作电源，电阻R1与稳压二极管V1串联在+6V工作电源与GND之间，电阻R3的一端连接至电阻R1与稳压二极管V1的连接端、电阻R3的另一端连接运算放大器N1的反相输入端，电阻R5的一端连接运算放大器N1的反相输入端、电阻R5的另一端连接运算放大器N1的输出端，运算放大器N1的输出端作为所述转换装置的电压输出端；
电容C3与电阻R5相并联；
所述转换装置的电压输入端通过电阻R2连接运算放大器N1的同相输入端，电阻R4连接于运算放大器N1的同相输入端与GND之间；
电容C1连接于+6V工作电源与GND之间，电容C2连接于-6V工作电源与GND之间。
本发明的有益效果是，采用稳压二极管的基准电源以及运算放大器组成电平扩展转换电路，输入0V～4V正电源电平范围，经电平扩展转换电路转换为-5V～+5V电平范围，此电平范围应用领域广，主要应用自动控制***中D/A转换电路输出电平转换，转换的-5V～+5V电平范围有利于自动控制设置比较门限和自检功能，结构简单、成本低、速度快、可靠性高等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的电路原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种电压电平转换装置，包括运算放大器N1、电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3以及稳压二极管V1。
运算放大器N1的正负电源端分别连接+6V工作电源与-6V工作电源，电阻R1与稳压二极管V1串联在+6V工作电源与GND之间，电阻R3的一端连接至电阻R1与稳压二极管V1的连接端、电阻R3的另一端连接运算放大器N1的反相输入端，电阻R5的一端连接运算放大器N1的反相输入端、电阻R5的另一端连接运算放大器N1的输出端，运算放大器N1的输出端作为所述转换装置的电压输出端；
电容C3与电阻R5相并联。
所述转换装置的电压输入端通过电阻R2连接运算放大器N1的同相输入端，电阻R4连接于运算放大器N1的同相输入端与GND之间。
电容C1连接于+6V工作电源与GND之间，电容C2连接于-6V工作电源与GND之间。
稳压二极管 V1和电阻R1组成线性高精度基准电源，为电平转换电路提供基准电压偏置。当R2=R3,R4=R5时，电平转换装置的输出电压Vo=Vi*{R4/(R2+R4)}*{(R3+R5)/R3}-VW* R5/R3=（Vi-VW）* R5/R3，Vi是电平转换装置的输入电压，Vi=0V～4V, VW是稳压二极管V1的稳压值，使VW=2V；同时使R5/R3=2.5，那么最终Vo=-5V～+5V，电平由0V～4V转换为-5V～+5V，达到电平转换的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种电压电平转换装置，其特征在于，包括运算放大器N1、电阻R1、R2、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3以及稳压二极管V1；
运算放大器N1的正负电源端分别连接+6V工作电源与-6V工作电源，电阻R1与稳压二极管V1串联在+6V工作电源与GND之间，电阻R3的一端连接至电阻R1与稳压二极管V1的连接端、电阻R3的另一端连接运算放大器N1的反相输入端，电阻R5的一端连接运算放大器N1的反相输入端、电阻R5的另一端连接运算放大器N1的输出端，运算放大器N1的输出端作为所述转换装置的电压输出端；
电容C3与电阻R5相并联；
所述转换装置的电压输入端通过电阻R2连接运算放大器N1的同相输入端，电阻R4连接于运算放大器N1的同相输入端与GND之间；
电容C1连接于+6V工作电源与GND之间，电容C2连接于-6V工作电源与GND之间。
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