เครื่องใช้ที่ทันสมัยจำนวนมากใช้การเชื่อมต่อไฟ 5V ภายในพวกเขากำลังทำงานกับ 3.3V มันจะง่ายกว่าไหมถ้ามี 5V ทุกที่
ตัวอย่างคืออุปกรณ์ USB หรือเราเตอร์จำนวนมาก (ใช้ 5V สำหรับพลังงาน แต่ 3.3V สำหรับการสื่อสารแบบอนุกรม)
คำตอบ:
5 V เริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในตระกูลตรรกะยุคแรก ๆ และโดยเฉพาะ TTL ในขณะที่ TTL มีความชอบมากตอนนี้ทุกคนยังพูดถึง "ระดับ TTL" (ฉันยังได้ยิน UART decribed เป็น "TTL bus" ซึ่งเป็นชื่อเรียกผิด: มันเป็นช่องทางการสื่อสารระดับตรรกะ แต่อาจเป็นแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างจาก 5 V. ) ใน TTL 5 V เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับจุดตั้งของ BJTs และสำหรับภูมิคุ้มกันเสียงรบกวนสูง
ระดับ 5 V นั้นยังคงอยู่เมื่อเทคโนโลยีเปลี่ยนเป็น HCMOS (High-Speed CMOS) โดยที่ 74HC เป็นตระกูลที่รู้จักกันดีที่สุด 74HCxx ICs สามารถทำงานได้ที่ 5 V แต่ 74HCT นั้นเข้ากันได้กับ TTL สำหรับระดับอินพุตของมันเช่นกัน อาจจำเป็นต้องใช้ความเข้ากันได้ในวงจรเทคโนโลยีแบบผสมและนั่นเป็นเหตุผลว่าทำไม 5 V จะไม่ถูกยกเลิกอย่างสมบูรณ์ในไม่ช้า
แต่ HCMOS ไม่ต้องการ 5 V เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์สองขั้วของ TTL แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าหมายถึงการใช้พลังงานที่ลดลง: โดยทั่วไปแล้ว HCMOS IC ที่ 3.3 V จะใช้พลังงาน 50% หรือน้อยกว่าวงจรเดียวกันที่ 5 V ดังนั้นคุณจึงสร้างไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทำงานภายใน 3.3 V เพื่อประหยัดพลังงาน แต่มี 5 VI / Os (I / O อาจเป็น 5 V ทนทานต่อจากนั้นมันทำงานที่ระดับ 3.3 V แต่จะไม่ได้รับความเสียหายจาก 5 V ในอินพุตของมันถัดจากความเข้ากันได้ 5 V ยังมีภูมิคุ้มกันเสียงที่ดีขึ้น
และมันจะไปไกลกว่านั้น ฉันได้ทำงานกับคอนโทรลเลอร์ ARM7TDMI (NXP LPC2100) โดยมีแกนทำงานบน 1.8 V ด้วย 3.3 VI / Os แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าเป็นการประหยัดพลังงานพิเศษ (เพียง 13% ของคอนโทรลเลอร์ 5 V) และ EMI ที่ต่ำกว่าเช่นกัน ข้อเสียคือคุณต้องการอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าสองตัว
นั่นคือแนวโน้ม: แรงดันภายในลดลงสำหรับการใช้พลังงานและ EMI ที่ต่ำกว่าและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจากภายนอกเพื่อการป้องกันเสียงรบกวนและการเชื่อมต่อที่ดีขึ้น
แน่ใจ แต่จำไว้ว่าการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของแรงดันไฟฟ้า การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จาก 3.3V เป็น 5V เพิ่มการใช้พลังงาน 2.3 เท่า ดังนั้นจึงมีค่าในการใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้แม้ว่าจะมีการสูญเสียบางอย่างในแหล่งจ่ายไฟจากการแปลง
อิเล็กทรอนิคส์ส่วนใหญ่มี +5 พร้อมใช้งานบนเครื่อง แต่เมื่อวงจรต้องการเพียง 3.3v มันง่ายกว่าที่จะปล่อยแรงดันไฟฟ้าบนชิปแทนที่จะต้องการให้ผู้ผลิตทำการปรับแต่งอุปกรณ์จ่ายไฟและบอร์ดเพื่อเพิ่ม 3.3v แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าไม่เพียงลดการใช้พลังงาน แต่ในวงจรดิจิตอลความเร็วสูงมันใช้เวลาน้อยกว่าในการแกว่งจากรางหนึ่งไปยังอีกรางหนึ่ง