實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的6種方法,你會幾種?
發(fā)布日期:2023-05-15
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1,TTL電平
輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4V。在室溫下,一般輸出高電平是3.5V,輸出低電平是0.2V。最小輸入高電平和低電平:輸入高電平>=2.0V,輸入低電平<=0.8V,噪聲容限是0.4V。
2,CMOS電平:
1邏輯電平電壓接近于電源電壓,0邏輯電平接近于0V。而且具有很寬的噪聲容限。
3,電平轉(zhuǎn)換電路:
因為TTL和COMS的高低電平的值不一樣,所以互相連接時需要電平的轉(zhuǎn)換:就是用兩個電阻對電平分壓,沒有什么高深的東西。哈哈
4,OC門,即集電極開路門電路,OD門,即漏極開路門電路,必須外界上拉電阻和電源才能
將開關(guān)電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關(guān)大電壓和大電流負載,所以又叫做驅(qū)動門電路。
5,TTL和COMS電路比較:
5.1)TTL電路是電流控制器件,而coms電路是電壓控制器件。
5.2)TTL電路的速度快,傳輸延遲時間短(5-10ns),但是功耗大。COMS電路的速度慢,傳輸延遲時間長(25-50ns),但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號的脈沖頻率有關(guān),頻率越高,芯片集越熱,這是正?,F(xiàn)象。
5.3)COMS電路的鎖定效應:
COMS電路由于輸入太大的電流,內(nèi)部的電流急劇增大,除非切斷電源,電流一直在增大。這種效應就是鎖定效應。當產(chǎn)生鎖定效應時,COMS的內(nèi)部電流能達到40mA以上,很容易燒毀芯片。
防御措施:
5.1.1)在輸入端和輸出端加鉗位電路,使輸入和輸出不超過不超過規(guī)定電壓。
5.3.2)芯片的電源輸入端加去耦電路,防止VDD端出現(xiàn)瞬間的高壓。
5.3.3)在VDD和外電源之間加線流電阻,即使有大的電流也不讓它進去。
5.3.4)當系統(tǒng)由幾個電源分別供電時,開關(guān)要按下列順序:開啟時,先開啟COMS電路得電源,再開啟輸入信號和負載的電源;關(guān)閉時,先關(guān)閉輸入信號和負載的電源,再關(guān)閉COMS電路的電源。
6,COMS電路的使用注意事項
6.1)COMS電路時電壓控制器件,它的輸入總抗很大,對干擾信號的捕捉能力很強。所以,不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它一個恒定的電平。
6.2)輸入端接低內(nèi)組的信號源時,要在輸入端和信號源之間要串聯(lián)限流電阻,使輸入的電流限制在1mA之內(nèi)。
6.3)當接長信號傳輸線時,在COMS電路端接匹配電阻。
6.4)當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外界電容上的電壓。
6.5)COMS的輸入電流超過1mA,就有可能燒壞COMS。
7,TTL門電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理):
7.1)懸空時相當于輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。
7.2)在門電路輸入端串聯(lián)10K電阻后再輸入低電平,輸入端出呈現(xiàn)的是高電平而不是低電平。因為由TTL門電路的輸入端負載特性可知,只有在輸入端接的串聯(lián)電阻小于910歐時,它輸入來的低電平信號才能被門電路識別出來,串聯(lián)電阻再大的話輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。這個一定要注意。COMS門電路就不用考慮這些了。
8,TTL電路有集電極開路OC門,MOS管也有和集電極對應的漏極開路的OD門,它的輸出就叫做開漏輸出。
OC門在截止時有漏電流輸出,那就是漏電流,為什么有漏電流呢?那是因為當三機管截止的時候,它的基極電流約等于0,但是并不是真正的為0,經(jīng)過三極管的集電極的電流也就不是真正的0,而是約0。而這個就是漏電流。開漏輸出:OC門的輸出就是開漏輸出;OD門的輸出也是開漏輸出。它可以吸收很大的電流,但是不能向外輸出的電流。所以,為了能輸入和輸出電流,它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。OD門一般作為輸出緩沖/驅(qū)動器、電平轉(zhuǎn)換器以及滿足吸收大負載電流的需要。
9,什么叫做圖騰柱,它與開漏電路有什么區(qū)別?
TTL集成電路中,輸出有接上拉三極管的輸出叫做圖騰柱輸出,沒有的叫做OC門。因為TTL就是一個三級關(guān),圖騰柱也就是兩個三級管推挽相連。所以推挽就是圖騰。一般圖騰式輸出,高電平400UA,低電平8MA
10.TTL高電平3.6~5V,低電平0V~2.4VCMOS電平Vcc可達到12V
CMOS電路輸出高電平約為0.9Vcc,而輸出低電平約為0.1Vcc。
CMOS電路不使用的輸入端不能懸空,會造成邏輯混亂。
TTL電路不使用的輸入端懸空為高電平
另外,CMOS集成電路電源電壓可以在較大范圍內(nèi)變化,因而對電源的要求不像TTL集成電路那樣嚴格。
用TTL電平他們就可以兼容
11.TTL電平是5V,CMOS電平一般是12V。
因為TTL電路電源電壓是5V,CMOS電路電源電壓一般是12V。
5V的電平不能觸發(fā)CMOS電路,12V的電平會損壞TTL電路,因此不能互相兼容匹配。
12.TTL電平標準
輸出 L: <0.8V ; H:>2.4V。
輸入 L: <1.2V ; H:>2.0V
TTL器件輸出低電平要小于0.8V,高電平要大于2.4V。輸入,低于1.2V就認為是0,高于2.0
就認為是1。
CMOS電平:
輸出 L: <0.1*Vcc ; H:>0.9*Vcc。
輸入 L: <0.3*Vcc ; H:>0.7*Vcc.
一般單片機、DSP、FPGA他們之間管腳能否直接相連.一般情況下,同電壓的是可以的,不過最好是要好好查查技術(shù)手冊上的VIL,VIH,VOL,VOH的值,看是否能夠匹配(VOL要小于VIL,VOH要大于VIH,是指一個連接當中的)。有些在一般應用中沒有問題,但是參數(shù)上就是有點不夠匹配,在某些情況下可能就不夠穩(wěn)定,或者不同批次的器件就不能運行。
例如:74LS的器件的輸出,接入74HC的器件。在一般情況下都能好好運行,但是,在參數(shù)上卻是不匹配的,有些情況下就不能運行。
12.1.電平的上限和下限定義不一樣,CMOS具有更大的抗噪?yún)^(qū)域。
同是5伏供電的話,ttl一般是1.7V和3.5V的樣子,CMOS一般是2.2V,2.9V的樣子,不準確,僅供參考。
12.2。電流驅(qū)動能力不一樣,ttl一般提供25毫安的驅(qū)動能力,而CMOS一般在10毫安左右。
12.3。需要的電流輸入大小也不一樣,一般ttl需要2.5毫安左右,CMOS幾乎不需要電流輸入。
12.3。很多器件都是兼容ttl和CMOS的,datasheet會有說明。如果不考慮速度和性能,一般器件可以互換。但是需要注意有時候負載效應可能引起電路工作不正常,因為有些ttl電路需要下一級的輸入阻抗作為負載才能正常工作。
13.TTL和COMS電路比較:
13.1、TTL電路是電流控制器件,而coms電路是電壓控制器件。
13.2、TTL電路的速度快,傳輸延遲時間短(5-10ns),但是功耗大。COMS電路的速度慢,傳輸延遲時間長(25--50ns),但功耗低。COMS電路本身的功耗與輸入信號的脈沖頻率有關(guān),頻率越高,芯片集越熱,這是正?,F(xiàn)象。
13.3、COMS電路的鎖定效應:
COMS電路由于輸入太大的電流,內(nèi)部的電流急劇增大,除非切斷電源,電流一直在增大。這種效應就是鎖定效應。當產(chǎn)生 鎖定效應時,COMS的內(nèi)部電流能達到40mA以上,很容易燒毀芯片。
14.防御措施:
(1)、在輸入端和輸出端加鉗位電路,使輸入和輸出不超過不超過規(guī)定電壓。
(2)、芯片的電源輸入端加去耦電路,防止VDD端出現(xiàn)瞬間的高壓。
(3)、在VDD和外電源之間加線流電阻,即使有大的電流也不讓它進去。
(4)、當系統(tǒng)由幾個電源分別供電時,開關(guān)要按下列順序:開啟時,先開啟COMS電路得電源,再開啟輸入信號和負載的電源;關(guān)閉時,先關(guān)閉輸入信號和負載的電源,再關(guān)閉COMS電路的電源。
15.COMS電路的使用注意事項
(15.1)、COMS電路時電壓控制器件,它的輸入總抗很大,對干擾信號的捕捉能力很強。所以,
不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它一個恒定的電平?! ?/div>
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(15.2)、輸入端接低內(nèi)組的信號源時,要在輸入端和信號源之間要串聯(lián)限流電阻,使輸入的電
流限制在1mA之內(nèi)。
(15.3)、當接長信號傳輸線時,在COMS電路端接匹配電阻?! ?/div>
(15.4)、當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值為R=V0/1mA.V0是外
界電容上的電壓。
(15.5)、COMS的輸入電流超過1mA,就有可能燒壞COMS。
16、TTL門電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理):
16.1、懸空時相當于輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接一個無窮大的電阻。
16.2、在門電路輸入端串聯(lián)10K電阻后再輸入低電平,輸入端出呈現(xiàn)的是高電平而不是低電平。
因為由TTL門電路的輸入端負載特性可知,只有在輸入端接的串聯(lián)電阻小于910歐時,它輸入來的低電平信號才能被門電路識別出來,串聯(lián)電阻再大的話輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。這個一定要注意?!OMS門電路就不用考慮這些了。
17、TTL電路有集電極開路OC門,MOS管也有和集電極對應的漏極開路的OD門,它的輸出就叫做開漏輸出。OC門在截止時有漏電流輸出,那就是漏電流,為什么有漏電流呢?那是因為當三機管截止的時候,它的基極電流約等于0,但是并不是真正的為0,經(jīng)過三極管的集電極的電流也就不是真正的0,而是約0。而這個就是漏電流。
開漏輸出:OC門的輸出就是開漏輸出;OD門的輸出也是開漏輸出。它可以吸收很大的電流,但是不能向外輸出的電流。所以,為了能輸入和輸出電流,它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。
OD門一般作為輸出緩沖/驅(qū)動器、電平轉(zhuǎn)換器以及滿足吸收大負載電流的需要。
18、什么叫做圖騰柱,它與開漏電路有什么區(qū)別?
TTL集成電路中,輸出有接上拉三極管的輸出叫做圖騰柱輸出,沒有的叫做OC門。因為TTL就是一個三級關(guān),圖騰柱也就是兩個三級管推挽相連。所以推挽就是圖騰。一般圖騰式輸出,高電平400UA,低電平8MA