デジタル信号のレベル変換に使うレベルシフタＩＣの応答速度について。

レベルシフタICには、5.0Vや3.3V系のCMOS或いはTTLロジックと1.5Vや1.8V系の低電圧LVCMOS、LVTTLを相互にインターフェースするものがあります。電圧振幅の大きいロジック回路系から電圧振幅の小さいロジック回路系へのインターフェースでは殆ど問題にはなりませんが、逆の場合では振幅の小さいロジック系で電圧振幅の大きいロジック系を駆動すると立ち上がり、立ち下がり時間のスキューが問題になるケースがあります。レベル変換ICのロジック出力回路が十分大きな吸込みや吐き出し駆動能力を持っていないと正常に動作しません。

http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX13046E-MAX13047E.pdf

これは、SMBUSやI2C等２線式シリアル・インターフェースのロジックレベル・トランスレータですが、諸条件でtr=立ち上がり、tf=立ち下がり、tpd=伝搬遅延、チャンネル間スキュー、駆動インピーダンスなどが厳密に定義されます。

この手のICは携帯電話のSIMカード、地デジテレビのBCASカード、SDHC/SDカード等々幅広く使われています。

たとえば、この図は、IC内部でよく使われるレベルシフトの回路例です。レベル変換に伴う応答速度(Delay)については、データシートに記載されているハズで、扱う信号が速くても、単に信号が遅れるだけです。全体の回路が示されていないので、何ともいえませんが、その信号を並行して設けた別の回路の出力と、一緒にするなど、自分流？の使い方をしない限り大丈夫ですよ。

参考までですが、この回路では、VB2=VC1-R1Io です。Ioは、Q3,Q4のトランジスタDC電流源から供給されます。これは信号源に対し、数MΩという大きな値となるので、信号成分に対して、レベルシフトによる減衰は生じません。