La mejor manera de aumentar linealmente la salida de MCU 0-3.3V a 0-5V

Estoy a punto de pasar de Arduino a mi propia plataforma MCU y actualmente estoy viendo ARM Cortex M7 y M0+. Una de mis preocupaciones es que estos microcontroladores parecen ser solo capaces de generar 3.3V. Necesito enviar señales digitales, PWM y analógicas escalando hasta 5V, por ejemplo, una señal del acelerador que va de 1 a 4V. ¿Cuál sería la mejor y más eficiente forma de hacerlo? ¡Gracias!

No existe una única mejor manera, todo depende de las propiedades de la señal que necesita
"Mejor y eficiente" depende de lo que usted valore... ¿simplicidad, costo, disponibilidad de piezas, potencia, robustez...?
una forma sería mantener todo digital para la transmisión y usar un DAC en serie al final donde necesita el analógico.

Respuestas (2)

Digital

El primer paso es asegurarse de que realmente necesita una salida de 5 V. Muchas entradas digitales tienen un umbral alto lógico mínimo lo suficientemente bajo como para que 3,3 V sea sólidamente alto.

Si realmente necesita señales lógicas de 5 V, use convertidores de nivel . Estos son pequeños, baratos y fácilmente disponibles. Tienen una fuente de alimentación dividida. Alimenta un lado desde el suministro de 3.3 V y lo conecta a la lógica de 3.3 V, y alimenta el otro lado desde 5 V y lo conecta a la lógica de 5 V.

A veces, los requisitos son simples para que esto se pueda lograr con un solo transistor. Pero, dado el nivel de su pregunta, la mejor respuesta es simplemente "usar convertidores de nivel".

Cosa análoga

La conversión de 5 V a 3,3 V se realiza fácilmente con un divisor de voltaje , que está hecho de dos resistencias.

Para convertir de 3,3 V a 5 V, nuevamente, primero asegúrese de que sea realmente necesario. Si es así, esto se puede hacer con un opamp en la configuración clásica de ganancia positiva. Eso significa señal en la entrada + y dos resistencias que dividen el voltaje de salida en la entrada -.

FWIW, la conversión de señales digitales con divisores de voltaje simples (solo R) también es bastante factible siempre que sea necesario disminuir el voltaje.
¿Sugiere una configuración opamp o opamp específica para convertir 3.3V a 5V sin usar una fuente de alimentación separada> 5V? Por ejemplo, LM324 tiene un voltaje de caída de 1,3 V, por lo que si suministra 5 V a LM324, no puede obtener una salida de 5 V.

Presumiblemente, tiene una fuente de alimentación de 5 V para el circuito que aún requiere 5 V, así que solo use un chip de búfer TTL/CMOS alimentado desde el riel de 5 V. Es casi seguro que la señal 3V3 del dispositivo alimentado por 3V3 generará un voltaje superior al umbral alto de 2V necesario en la entrada del búfer y su salida CMOS será de 5V.

El 74AHCT1G32GW/T1 es una puerta OR de doble entrada que hace esto, pero puede obtener búferes en el mismo rango (como el SN74AHCT1G125).

Si necesita un amplificador de señal analógica, use un amplificador operacional de riel a riel con las resistencias de configuración de ganancia adecuadas: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

En cuanto al tipo de amplificador operacional, depende de la velocidad y la precisión, pero el OPA333 me viene a la mente para baja velocidad y el AD8605 me viene a la mente para una velocidad más alta.

No hay razón aparente por la que se deba usar la lógica digital. Un IC de búfer unidireccional puro como 74HCT125 es probablemente una mejor opción.
@Lundin: tenga en cuenta que dije usar un búfer del mismo rango.
En este caso, para una ganancia de 1,5 si tomo Rg=1kohm y Rf=1,5kohm, ¿estaría bien?
Para este circuito de amplificador operacional, ganancia = 1 + Rf/Rg, por lo tanto, Rg debe ser el doble de Rf.
La mejor manera de aumentar linealmente la salida de MCU 0-3.3V a 0-5V
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