2022-09-21隨著穿戴設備越來越流行，以及一些特殊應用的設備越來越小型化，電池供電的產(chan) 品對功耗提出了更高的要求。通常在設計電路的時候，大家會(hui) 著重地考慮原本功耗較大的器件如何來降低功耗，如處理器芯片，電源芯片等，而忽略了一些看起來不那麽(me) “起眼”的元件。例如電平轉換芯片，相對於(yu) 主芯片來說功耗較小，但是通過一些選料的優(you) 化，在超低功耗係統中仍然可以達到進一步優(you) 化功耗的目的。
項目應用
在已經完成的超低功耗定位器產(chan) 品中，處理器采用的是有方N27 CAT1模塊，MCU采用的是BLE芯片，CAT1模塊和BLE芯片通過串口連接。其中CAT1模塊串口電平為(wei) 1.8V，BLE芯片的串口電平為(wei) 3.3V，所以采用電平轉換芯片來連接。如圖1所示：
圖1 串口數據連接方式
電平轉換芯片選擇18luck新利在线娱乐官网的RS0102芯片，由於(yu) 定位器產(chan) 品電路板比較緊湊，所以我們(men) 選擇最小封裝為(wei) XTDFN-1_4X1-8L的型號，即RS0102YUTDS8。
1. 主要參數如下：
（1）2 bits電平轉換；
（2）速率：24Mbps（推挽模式）
2Mbps（開漏模式）；
（3）A端口：1.65V~5.5V
B端口：2.3V~5.5V；
（4）支持部分斷電模式操作。
其中通道數和轉換電平等參數都符合要求。
2. 由RS0102芯片規格書(shu) 提取的部分數據如表1，靜態（不使能）情況下，A ports和B ports最大電流都為(wei) 0.5μA，功耗極低。
表1 靜態電流
3. 由RS0102芯片規格書(shu) 提取的部分數據如表2，芯片工作（使能）情況下，A ports最大電流為(wei) 2.5μA，B ports最大電流為(wei) 10μA。
表2 工作電流
原理圖如圖2，具體(ti) 為(wei) ：
1. 1.8VD_OFF為(wei) 可控電源，由BLE控製開關(guan) ，使用時才打開供電；
2. 3.3VD為(wei) BLE供電電源，為(wei) 常供電；
3. UART1接CAT1模塊，UART 2接BLE；
4. 第5腳為(wei) 使能腳，用100K上拉到1.8VD_OFF，串口使用時才使能，100K電阻可以進一步減小電流。
圖2 RS0102原理圖
測試結果
功耗測試從(cong) 靜態電流和工作電流兩(liang) 方麵來測試，結果如表3。
1. 靜態電流測試方法，RS0102芯片貼在板子上且1.8VD_OFF不供電，此時的整板電流為(wei) I1，取掉之後電流為(wei) I2，其差值I1-I2即為(wei) 靜態電流；
2. 工作電流測試是用軟件控製1.8VD_OFF打開，此時使能腳也打開，整板電流為(wei) I3，則I3-I2即為(wei) 工作電流。
表3 電流測量結果
從(cong) 表格可以看出，選用RS0102電平轉換芯片可以獲得極低的功耗，特別是對於(yu) 有長期休眠狀態的設備來說，其靜態功耗更是微乎其微。可以極大的減小功耗，增長續航時間。
PCB設計圖（圖3）
圖3 PCB設計圖
注意要點：
1. 左側(ce) 兩(liang) 個(ge) 電容分別為(wei) A ports和B ports的電源去偶電容，一定要盡可能與(yu) 芯片引腳靠近放置，以達到更好的去偶效果；
2. RS0102YUTDS8封裝尺寸為(wei) 1.4x1mm，外形較小，為(wei) 了方便調試焊接和提高產(chan) 線貼片的良率，PCB封裝引腳需要向外適當加長一些。
實物圖
