前幾天我正在電視上觀看烹飪節目，當時我注意到廚師們在需要什么或者要求另一個廚房工作人員的時候似乎總是大喊大叫做某事。我開始意識到廚房必須有多少混合物：必須有各種各樣的人能夠保持安靜和傾聽，并且在需要完成任務時大聲吩咐。當你停下來考慮火焰上升的所有噪音，人們四處走動，嘶嘶作響，這是一個奇跡，人們根本不知道。

我不是米其林的廚師，但我總是很感激良好的平衡行為。把一群看似不和諧的工作人員聚集在一起，讓他們一起工作，生產出令人難以置信的食物，這不是一項小任務。根據我的經驗，我在設計中集成了不同電壓等級的電子元件，這使得平滑集成更像是一門藝術，而不僅僅是一項簡單的任務。混合電壓設計比簡單地將元件連接在一起需要更多的考慮。

混合電壓PCB設計：低壓集成電路或電壓轉換器？

隨著半導體技術的進步集成電路（IC）能夠在較低的電壓下工作。十年前，以3.3V工作的微控制器開始取代那些以5V工作的微控制器。這意味著現在，邏輯和外圍IC也正在轉向更低的電壓，因為微控制器可以直接連接到工作在相同電壓電平的IC。

很自然地認為設計中的最佳選擇是在整個設計中使用3.3V邏輯和外圍IC。然而，正如大多數PCB設計操作中的情況一樣，每塊電路板總是存在多個優先級：成本，效率，耐用性和可制造性。低壓IC通常比傳統的高壓IC昂貴;如果設計涉及大量邏輯IC，那么選擇低壓邏輯IC可能在經濟上不可行。

如果將每個PCB的成本保持在最低水平是一個問題，那么電壓轉換器IC可用于將3.3V MCU連接到5V邏輯和外圍IC。當然，這僅在3.3V IC的總成本高于電壓轉換器IC的成本時才可行。雖然我的許多更傾向于朋友的人都同意：你可以隨時獲得更多的鹽，這與IC的電壓情況相反。

沒有鍋中的手太多：降低信號噪音

我想廚房如果有麥克風或隨時都有揚聲器，廚房會更方便。至少，他們可以挽救他們的喉嚨不被大吼大叫，但也許有可能會激怒他們所有的員工。同樣的邏輯適用于電子產品：您可以聽到的人越多，廚房運行越順暢，或者在數字信號中，可接受的邏輯電壓的余量由電源電壓的百分比表示。例如，僅當輸入電壓超過電源電壓的70％時才會驗證高邏輯信號。對于有效的邏輯高電平，5V邏輯IC需要至少3.5V的輸入信號，而3.3V IC只需要2.31V或更高。

這意味著信噪比也越來越低具有較低電壓的邏輯IC。當涉及模擬信號時，這個問題更加突出。當部署在電噪聲環境中時，信號很容易受到干擾和噪聲的影響。這有時會觸發系統的錯誤邏輯狀態。在使用較低電壓組件進行設計時，信號完整性是一個關鍵問題，必須始終遵循最佳實踐。簡單的技術，如保持正確的間隙和正確的地面布局，可能是有缺陷的產品和功能性產品之間的差異。

低電壓設計意味著更高的噪聲敏感度。

需要更多鹽：電源模塊設計

當你是選擇低壓元件時，無論您采用混合電壓設計還是純低壓設計，都需要考慮其他因素。當你有5V和3.3V元件時，你需要為兩個電壓電平分配穩壓器。這意味著需要為兩個穩壓器計算功率預算計算。

除此之外，您需要確定線性穩壓器是否足夠或開關穩壓器是否正確。這里做出的每一個小決定都可能影響設計的復雜性和成品的總體成本。

此外，您應該警惕從5V降至3.3V時額外散熱。雖然電壓降可能看起來很小，但吸收500mA的應用會導致額外的0.85W功率損耗。根據所使用的調節器的類型，這可以轉化為大量的熱量。

電源模塊可能會變得更加復雜。