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2013-12-29 09:36
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TTL电平 :计算机中处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准电平,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统。(L电平:小于等于0.8V ;H电平:大于等于2V) CMOS电平 :逻辑电平电压接近于电源电压,0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。(L电平:小于等于0.3Vcc ;H电平:大于等于0.7Vcc) 电平转换电路 :因为TTL和COMS的高低电平的值不一样,TTL:5V,CMOS:3.3V,所以CMOS与TTL相连接时,需要用某种芯片转换,例如USART的应用中,微处理芯片与计算机电脑相连时就需要用如MAX232转换芯片一样(一般微芯片都是CMOS3.3V电平,而计算机就是5V电平) 以下是互联网搜索结果,挺有用: TTL:Transistor-Transistor Logic 三极管结构。 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。 所以后来就把一部分“砍”掉了。也就是后面的LVTTL。 LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。 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不常用就先不讲了。多用在处理器等高速芯片,使用时查看芯片手册就OK了。 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。 CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。 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。 对应3.3V LVTTL,出现了LVCMOS,可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。 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。 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。 ECL:Emitter Coupled Logic 发射极耦合逻辑电路(差分结构) 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M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。 PECL:Pseudo/Positive ECL Vcc=5V;VOH=4.12V;VOL=3.28V;VIH=3.78V;VIL=3.64V LVPELC:Low Voltage PECL Vcc=3.3V;VOH=2.42V;VOL=1.58V;VIH=2.06V;VIL=1.94V ECL、PECL、LVPECL使用注意:不同电平不能直接驱动。中间可用交流耦合、电阻网络或专用芯片进行转换。 以上三种均为射随输出结构,必须有电阻拉到一个直流偏置电压。(如多用于时钟的LVPECL:直流匹配时用130欧上拉,同时用82欧下拉;交流匹配时用82欧上拉,同时用130欧下拉。但两种方式工作后直流电平都在1.95V左右) 前面的电平标准摆幅都比较大,为降低电磁辐射,同时提高开关速度又推出LVDS电平标准。 LVDS:Low Voltage Differential Signaling 差分对输入输出,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(并在差分线上靠近接收端)转换为±350mV的差分电平。 LVDS使用注意:可以达到600M以上,PCB要求较高,差分线要求严格等长,差最好不超过10mil(0.25mm)。100欧电阻离接收端距离不能超过500mil,最好控制在300mil以内。 RS485是一种差分结构,相对RS232有更高的抗干扰能力。传输距离可以达到上千米。 下面的电平用的可能不是很多、只简单做一下介绍。 CML:是内部做好匹配的一种电路,不需再进行匹配。三极管结构,也是差分线,速度能达到3G以上。只能 点对点传输。 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 HSTL是主要用于QDR存储器的一种电平标准:一般有V¬CCIO=1.8V和V¬¬CCIO=1.5V。和上面的 GTL相似,输入为输入为比较器结构,比较器一端接参考电平(VCCIO/2),另一端接输入信号。对参考电平 要求比较高(1%精度)。 SSTL主要用于DDR存储器。和HSTL基本相同。V¬¬CCIO=2.5V,输入为输入为比较器结构,比较器一端接参考电平1.25V,另一端接输入信号。对参考电平要求比较高(1%精度)。 HSTL和SSTL大多用在300M以下。