Nhiều thiết bị hiện đại sử dụng kết nối Nguồn 5V. Trong nội bộ họ đang làm việc với 3.3V. Sẽ không dễ dàng hơn khi có 5V ở mọi nơi?
Ví dụ có nhiều thiết bị USB hoặc Bộ định tuyến (chúng sử dụng 5V cho nguồn nhưng 3,3V cho giao tiếp nối tiếp).
Câu trả lời:
5 V được sử dụng nhiều trong các họ logic đầu tiên và đặc biệt là TTL. Trong khi TTL là rất nhiều passé bây giờ mọi người vẫn nói về "mức TTL". . và cho khả năng chống ồn cao.
Mức 5 V được giữ lại khi công nghệ chuyển sang HCMOS (Tốc độ cao CMOS), với 74HC là gia đình nổi tiếng nhất; IC 74HCxx có thể hoạt động ở mức 5 V, nhưng 74HCT cũng tương thích với các mức đầu vào của nó. Khả năng tương thích đó có thể được yêu cầu trong các mạch công nghệ hỗn hợp và đó là lý do khiến 5 V sẽ không bị từ bỏ hoàn toàn sớm.
Nhưng HCMOS không cần 5 V như các bóng bán dẫn lưỡng cực của TTL đã làm. Điện áp thấp hơn có nghĩa là tiêu thụ điện năng thấp hơn: IC HCMOS ở mức 3,3 V thường sẽ tiêu thụ điện năng ít hơn 50% so với cùng một mạch ở 5 V. Vì vậy, bạn tạo một vi điều khiển chạy bên trong 3,3 V để tiết kiệm điện, nhưng có 5 VI / Ôi. (I / O cũng có thể chịu được 5 V, sau đó nó hoạt động ở mức 3,3 V, nhưng sẽ không bị hỏng 5 V trên các đầu vào của nó. Bên cạnh khả năng tương thích 5 V cũng cung cấp khả năng chống ồn tốt hơn.
Và nó đi xa hơn. Tôi đã làm việc với các bộ điều khiển ARM7TDMI (NXP LPC2100) với lõi chạy trên 1.8 V, với 3,3 VI / Os. Điện áp thấp hơn là tiết kiệm năng lượng thêm (chỉ 13% của bộ điều khiển 5 V) và EMI thấp hơn. Hạn chế là bạn cần hai bộ điều chỉnh điện áp.
Vì vậy, đó là xu hướng: bên trong điện áp thấp hơn bao giờ để tiêu thụ điện năng và EMI thấp hơn, và bên ngoài điện áp cao hơn để có khả năng chống nhiễu và kết nối tốt hơn.
Chắc chắn rồi. Nhưng hãy nhớ rằng sự gia tăng tiêu thụ điện năng với các hình vuông của điện áp. Việc tăng điện áp sử dụng từ 3,3V lên 5V sẽ tăng mức tiêu thụ điện lên 2,3 lần. Do đó, có giá trị trong việc sử dụng điện áp càng thấp càng tốt, ngay cả khi có một số tổn thất trong nguồn điện từ việc chuyển đổi.
Hầu hết các thiết bị điện tử đều có sẵn +5 trên bo mạch, nhưng khi các mạch chỉ cần 3,3v, việc giảm điện áp trên chip sẽ dễ dàng hơn thay vì yêu cầu các nhà sản xuất phải thiết kế lại các bộ nguồn và bo mạch của chúng để thêm 3,3v. Điện áp thấp hơn không chỉ làm giảm mức tiêu thụ điện năng mà trong các mạch kỹ thuật số tốc độ cao, mất ít thời gian hơn để chuyển từ đường ray này sang đường ray khác.