TXS0108E — восьмиразрядный двунаправленный преобразователь логических уровней: он согласует две стороны с разным напряжением питания, и направление определяется сам, по тому, какая сторона сейчас ведёт. Именно в этом отличие от приборов с отдельным выводом направления: никакого DIR на восьми каналах нет, прибор сам определяет, кто передаёт. Главное, из-за чего с этим прибором путаются, — в каком режиме его можно применять. TXS0108E рассчитан в том числе на шины с открытым коллектором, то есть на I2C: он понимает, что линия отпущена подтяжкой вверх, и не мешает ей. А вот его собрат TXB0108 — прибор для сигналов с активным выходом, и для I2C производитель его прямо не рекомендует: внутренние цепи у него конфликтуют с подтяжкой, и линия работает неправильно. Для I2C правильный выбор — либо TXS0108E, либо отдельный двусторонний преобразователь на полевых транзисторах, либо прибор с управляемым направлением. Второе, что стоит знать, — скорость. Для сигналов с активным выходом прибор держит до 110 Мбит/с, а для открытого коллектора предел заметно ниже — около 1,2 Мбит/с, потому что там скорость ограничена самой ёмкостью шины и подтяжкой. Третье — вывод OE: он активен по высокому уровню, при низком все каналы переходят в высокоомеганическое состояние, и в состоянии включения вывод обязательно надо подтянуть к питанию стороны A, а не оставлять в воздухе. Именно висящий OE — самая частая причина того, что преобразователь работает не через раз: без явной подтяжки он может оказаться в состоянии отключения, и линия выглядит мёртвой без видимой причины. Четвёртое, что часто удивляет, — подтяжки на I2C всё равно нужны, и на обеих сторонах: преобразователь уровней не заменяет подтягивающие резисторы, он лишь согласует уровни.
Содержание руководства (11 разделов)
Что делает прибор и как определяет направление
Прибор состоит из восьми симметричных каналов, и у каждого два вывода — по одному на сторону A и по одному на сторону B. Когда сторона A переключается, прибор определяет, что ведёт она, и переводит канал в направлении от A к B, повышая или понижая уровень до напряжения питания второй стороны. Когда ведёт сторона B — работает обратно.
Определение направления основано на том, что прибор видит перепад уровня на линии и по нему решает, в какую сторону передавать. Отсюда практическое следствие: чтобы направление было определено, на линии должен быть перепад, то есть передача должна начинаться с изменения уровня, а не с постоянного уровня. Этот принцип работает в обе стороны и сам по себе не является ограничением, но он объясняет, почему приборы такого типа плохо годятся для сигналов, которые долго стоят на одном уровне.
Питания у прибора два: VCCA со стороны A с диапазоном 1,4…3,6 В и VCCB со стороны B с диапазоном 1,65…5,5 В, причём VCCA должно быть не выше VCCB. Порядок включения питаний при этом не важен — одна из особенностей прибора, которой нет у многих аналогов на транзисторах.
TXS0108E и TXB0108: главное различие
Это два прибора в одном корпусе, и различие между ними ровно в том, для какого типа сигналов они сделаны. TXB0108 и TXB0104 рассчитаны на сигналы с активным выходом, то есть push-pull: источник сам тянет линию вверх или вниз. TXS0108E сделан с расчётом и на шины с открытым коллектором, где линию в состоянии покоя удерживает подтяжка вверх, а прибор её отпускает.
Именно поэтому для TXB-семейства производитель прямо не рекомендует I2C: внутри у него есть цепи ускорения направления и последовательные резисторы, которые конфликтуют с подтяжкой, и линия в такой схеме работает неправильно. На форумах это выглядит как «преобразователь не заработал на SDA», и совет «поставьте TXS0108E вместо TXB0108» здесь единственно верный.
Разница в скорости следует из того же. Для push-pull прибор держит до 110 Мбит/с при задержке порядка 4,8 нс. Для открытого коллектора предел составляет около 1,2 Мбит/с, и здесь упирается не сам прибор, а ёмкость шины и подтягивающие резисторы. Для типовой шины I2C на 100 или 400 кГц этого запаса хватает с большим избытком, а вот на длинной шине с медленными фронтами уже стоит считать.
Вывод OE и состояние включения
Вывод OE у прибора активен по высокому уровню и относится к питанию стороны A: при высоком уровне на нём все восемь каналов работают, при низком переходят в высокоомеганическое состояние, и линия остаётся в своём состоянии, определяемом подтяжкой.
Правильное включение — подтянуть OE к VCCA, то есть к питанию стороны A. Оставлять его в воздухе нельзя: прибор с плавающим входом управления может в любой момент оказаться в отключённом состоянии, и симптом при этом крайне запутанный — то данные идут, то нет, причём это зависит от предыдущего состояния линии, а не от режима.
Второе применение OE — обесточивание каналов на время подачи питания. Если прибор включается раньше, чем сторона B, вывод OE на землю удерживает каналы в отключённом состоянии, и на той стороне не возникает ложных перепадов. Это стандартная рекомендация для схем, где порядок питаний не гарантирован.
Подтяжки и ёмкость шины
На I2C подтягивающие резисторы нужны на обеих сторонах, и преобразователь уровней их не заменяет — он согласует уровни, но не удерживает линию в состоянии покоя. Типичное значение — около 4,7 кОм на каждой стороне. Если подтяжки стоят только со стороны A, при отпущенной линии на стороне B уровень будет неопределённым, и это выглядит как «иногда работает».
Отдельно про ёмкость шины. Прибор рассчитан на короткие дорожки внутри печатной платы, а не на длинные кабели. На длинной линии или на шине с большой ёмкостью рекомендуют ставить последовательные резисторы в 100…470 Ом у ведущего устройства — они ограничивают бросок тока при переключении и гасят отражения, иначе на длинной шине будут «бегущие» ложные перепады, которые прибор с автоопределением направления принимает за данные.
Характеристики
- 8 двунаправленных каналов, направление определяется автоматически.
- Питание стороны A: 1,4…3,6 В; стороны B: 1,65…5,5 В, причём A не выше B.
- Скорость: до 110 Мбит/с для сигналов с активным выходом, около 1,2 Мбит/с для открытого коллектора.
- Задержка распространения порядка 4,8 нс.
- Потребление по питанию не более 0,008 мА.
- Диапазон температур от −40 до +125 °C, устойчивость к защёлкиванию более 100 мА.
Чем заменяют
- TXB0104 и TXB0108 — для сигналов с активным выходом; на шине с открытым коллектором их применять нельзя.
- Двусторонний преобразователь на полевых транзисторах — универсальный вариант, но требует подтяжек на обеих сторонах и занимает больше места.
- PCA9306 — двухканальный прибор на полевых транзисторах, подходит для одной пары линий вроде I2C.
- SN74LVC1T45 и SN74LVC8T245 — приборы с управляемым направлением, где нужно явно задать, кто передаёт.
Частые вопросы
- Можно ли ставить TXS0108E на I2C — да, он рассчитан в том числе на шины с открытым коллектором.
- Можно ли ставить TXB0108 на I2C — нет, производитель прямо не рекомендует это для данного типа шин.
- Как включить прибор — подтянуть вывод OE к питанию стороны A; в воздухе его оставлять нельзя.
- Нужны ли подтяжки на SDA и SCL — да, на обеих сторонах, обычно 4,7 кОм; преобразователь их не заменяет.
- Какая скорость на I2C — ограничение прибора около 1,2 Мбит/с, на типовой шине 100 или 400 кГц это с большим запасом.
Детали, названные в этом руководстве
КаталогКаждая позиция — это деталь или семейство, о которых идёт речь в руководстве, со ссылкой на карточку в каталоге: параметры, корпус, стадия жизненного цикла и datasheet, если он у нас локализован. Там, где в тексте названо семейство, в таблице стоит конкретный заказной партномер со склада. Если позиции из руководства в списке нет — значит, её у нас сейчас нет: пришлите номер, и она уйдёт в подбор вместе с остальными.
| Партномер | Производитель | Описание |
|---|---|---|
| TXS0108EPWRDatasheet | Texas Instruments | Texas Instruments TXS0108EPWR, 8-bit bidirectional voltage-level translator, 60 Mbps data rate, auto-direction sensing, open-drain and push-pull output, 1.4 V – 3.6 V VCCA / 1.65 V – 5.5 V VCCB, -40°C to 85°C, 20-TSSOP package. |
Примените это к своей спецификации
Отправьте партномера или файл спецификации (Excel / CSV). По каждой строке проверим складские остатки в Шэньчжэне, наличие заводской упаковки и проверенные аналоги — с отгрузкой единой партией.
Запрос успешно отправлен!
Ваш запрос по позиции (ICBOMS) зарегистрирован. Номер заявки:
1. Служба закупок в Шэньчжэне проверяет реальные физические остатки на складах и Data Code.
2. Официальный расчет с ценами, сроками и условиями DDP будет отправлен на в течение 2-24 ч.
Как написано это руководство
Руководство написано службой поставок ICBOMS в Шэньчжэне и выверено по документам производителей и стандартам, на которые ссылается текст. Формулировки ограничены тем, что делает эта служба, и тем, как оценивают деталь — без ориентировочных цен, сроков поставки и остатков: всё это считается по каждой строке отдельно, по факту проверки. Дата последней вычитки стоит в начале страницы.