原创常用电平标准汇编版(1)

 2012-8-27 22:56  1288 15 15 分类: FPGA/CPLD

现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有一些速度比较高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。

标准1之TTL（Transistor-Transistor Logic 三极管结构）

【基本参数】：Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V；

因为2.4V与5V之间还有很大空闲，对改善噪声容限并没什么好处，又会白白增大系统功耗，还会影响速度，所以VCC要求只有3.3V、2.5V甚至更低LVTTL(Low Voltage TTL)电平标准。

TTL使用注意：TTL电平一般过冲都会比较严重，可能在始端串22欧或33欧电阻，TTL电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。要下拉的话应用1k以下电阻下拉。TTL输出不能驱动CMOS输入。

标准2之LVTTL

【基本参数】：3.3V LVTTL：
　　　　 Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。

　　 2.5V LVTTL：
　　　 Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。

更低的LVTTL不常用。多用在处理器等高速芯片，使用时查看芯片手册就OK了。

标准3之CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补对称式金属-氧化物 ） PMOS+NMOS。

【基本参数】： Vcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。

相对TTL有了更大的噪声容限，输入阻抗远大于TTL输入阻抗。CMOS可以驱动TTL，但是与TTL门存在同样的功耗的问题。

CMOS使用注意：CMOS结构内部寄生有可控硅结构，当输入或输入管脚高于VCC一定值(比如一些芯片是0.7V)时，电流足够大的话，可能引起闩锁效应，导致芯片的烧毁。

标准4之LVCMOS

【基本参数】： 3.3V LVCMOS：
　　　　 Vcc：3.3V；VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V。

2.5V LVCMOS：
　　　　 Vcc：2.5V；VOH>=2V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。

对应3.3V LVTTL，出现了LVCMOS，可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。

标准5之ECL（Emitter Coupled Logic 发射极耦合逻辑电路差分结构）、PECL、LVPECL

【基本参数】： Vcc=0V；Vee：-5.2V；VOH=-0.88V；VOL=-1.72V；VIH=-1.24V；VIL=-1.36V。

速度快，驱动能力强，噪声小，很容易达到几百MHz的应用。但是功耗大，需要负电源。为简化电源，出现了PECL(ECL结构，改用正电压供电)和LVPECL。

ECL电路的逻辑摆幅较小（仅约0.8 V）。当电路从一种状态过渡到另一种状态时，对寄生电容的充放电时间将减少，这也是ECL电路具有高开关速度的重要原因。另外，ECL电路是由一个差分对管和一对射随器组成的，所以输入阻抗大，输出阻抗小，驱动能力强，信号检测能力高，差分输出，抗共模干扰能力强；
　　　

　PECL（Pseudo/Positive ECL）

【基本参数】：Vcc=5V；VOH=4.12V；VOL=3.28V；VIH=3.78V；VIL=3.64V
　LVPELC（Low Voltage PECL）
　　　　【基本参数】Vcc=3.3V；VOH=2.42V；VOL=1.58V；VIH=2.06V；VIL=1.94V
标准6之LVDS(Low Voltage Differential Signaling )

LVDS接口内部有一个恒流源3.5-4mA，在差分线上改变方向来表示0和1。通过外部的100欧匹配电阻转换为±350mV的差分电平。

LVDS的速度快、抗噪声能力强、功耗低、成本低。使用注意： PCB要求较高，差分线要求严格等长。

标准7之CML

CML电平是所有高速数据接口中最简单的一种。其输入和输出是匹配好的，减少了外围器件，适合于更高频段工作。CML 接口典型的输出电路是一个差分对形式。该差分对的集电极电阻为50 Ω，输出信号的高低电平切换是靠共发射极差分对的开关控制的。差分对的发射极到地的恒流源典型值为16 mA。　　

CML到CML之间的连接分两种情况：当收发两端的器件使用相同的电源时，CML到CML可以采用直流耦合方式，不用加任何器件；当收发两端器件采用不同电源时，一般要考虑交流耦合，中间加耦合电容（注意这时选用的耦合电容要足够大，以避免在较长连0 或连1 情况出现时，接收端差分电压变小）。　

标准8之GTL

类似CMOS的一种结构，输入为比较器结构，比较器一端接参考电平，另一端接输入信号。1.2V电源供电。
　　　　Vcc=1.2V；VOH>=1.1V；VOL<=0.4V；VIH>=0.85V；VIL<=0.75V
PGTL/GTL+：
　　　　Vcc=1.5V；VOH>=1.4V；VOL<=0.46V；VIH>=1.2V；VIL<=0.8V