各種市場的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員正在加速采用模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)可擴(kuò)展性和升級選項(xiàng)等因素是開發(fā)模塊化系統(tǒng)的關(guān)鍵驅(qū)動因素。可編程邏輯控制器 (PLC) 和可編程自動化控制器 (PAC) 等終端設(shè)備便是受益于模塊化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)示例。PLC 和 PAC 系統(tǒng)通常包含一個主控制器機(jī)箱，其中添加了各種插件卡（如圖 1 所示），以實(shí)現(xiàn)工業(yè)和工廠自動化用例應(yīng)用所需的特定控制功能。模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可能會給系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來一些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，例如開發(fā)能夠適應(yīng)不同系統(tǒng)環(huán)境的模塊化組件。

例如，在 PLC 系統(tǒng)中，控制線路卡必須設(shè)計(jì)為支持可在不同電壓范圍內(nèi)運(yùn)行的不同機(jī)箱系統(tǒng)。不同模塊化組件的電氣控制和數(shù)據(jù)接口必須能夠在插接通用機(jī)箱時正常運(yùn)行。為了讓模塊化設(shè)計(jì)組件更適合于在不同 I/O（輸入/輸出）電壓電平下工作的數(shù)據(jù)接口，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通常會使用單電源電壓電平轉(zhuǎn)換器件。

單電源電壓電平轉(zhuǎn)換支持各種 I/O 電平輸入，并可根據(jù)轉(zhuǎn)換器上的單輸入電壓電源電平設(shè)置輸出 I/O 電壓電平。單電源電平轉(zhuǎn)換器可用于進(jìn)行 I/O 電平的升壓和降壓轉(zhuǎn)換。因此，這些轉(zhuǎn)換器非常靈活，可用于模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使得每個模塊或組件都能在不同的 I/O 電壓電平上進(jìn)行互操作。例如，PLC 線路卡可以使用在較低 I/O 電壓（如 1.8V）下運(yùn)行的處理器或控制器，而另一種線路卡可以使用在 2.5V I/O 電壓下運(yùn)行的處理器，如圖 1 所示。

圖 1 展示了如何使用 4 位單電源電平轉(zhuǎn)換器器件 SN74LV4T125 來設(shè)計(jì)一種線路卡，該線路卡基于 PLC 機(jī)箱的總線電源對線路卡的控制 I/O 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)線路卡插入總線電源電壓為 3.3V 的 PLC 機(jī)箱時，線路卡的控制 I/O 必須與該機(jī)箱上插接的其他線路卡組件（在 3.3V I/O 電平下運(yùn)行）進(jìn)行互操作。采用單電源轉(zhuǎn)換器件設(shè)計(jì)的線路卡能夠提供靈活的設(shè)計(jì)方案，從而適應(yīng)不同的總線電壓。這樣一來，線路卡的控制 I/O 可以根據(jù)機(jī)箱系統(tǒng)的總線電壓進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，而不是采用更常見于非模塊化系統(tǒng)的固定電壓。

單電源電平轉(zhuǎn)換器件提供了多種位數(shù)、I/O 配置、電壓范圍和額定值選擇，適用于工業(yè)、汽車、通信、企業(yè)和個人電子產(chǎn)品應(yīng)用，如表 1 中所列。有關(guān)適用于模塊化設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換器件的更多信息，請參閱 TI 的電平轉(zhuǎn)換登錄頁面和單電源電平轉(zhuǎn)換產(chǎn)品系列頁面。