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一个电平转换电路导致MCU/FPGA通讯波形失真的原因分析

news 来源：原创 2025/5/10 15:50:51

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文章目录

前言
一、问题描述
二、原因分析
三、仿真分析
四、尝试的解决方案
总结

前言

一、问题描述

一个电平转换电路，800kHz的通讯速率上不去，波形失真，需要分析具体原因。输出波形如下,1码(占空比75%)低于5V，0码(占空比25%)低于4V。，严重失真。
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电平转换电路很简单，MOS管采用的是NMOS
对于单向的转换，有两种情况
1、当FPGA输出高电平3.3V时：MOS管的Vgs = 0，MOS管关闭，IC_DIN被电阻R17上拉到5V。
2、当FPGA输出低电平时：MOS管的Vgs = 3.3V，大于导通电压VGS(th)=1.8V，MOS管导通，IC_DIN通过MOS管被拉到低电平。

二、原因分析

怀疑是MOS管的问题。根据提供的MOS管资料，查到如下寄生电容参数
规格书中最大的输入电容才13pF,可以说是相当优秀了，但实际真的能达到吗？
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型号1的寄生参数

型号2的寄生参数

MOS管寄生参数
MOS管的这三个电容参数分别对应不同极间电容，其定义和应用如下：
1. 输入电容&