标签: 电平标准；接口

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 标准 9之 HSTL 是主要用于 QDR 存储器的一种电平标准，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 ) 。 标准 10之 SSTL 主要用于 DDR 存储器。和 HSTL 基本相同。 HSTL 和 SSTL 大多用在 300M 以下。 标准 11之 RS232/RS485 采用 ±12-15V 供电，我们电脑后面的串口即为 RS232 标准。 +12V 表示 0 ， -12V 表示 1 。可以用 MAX323 等专用芯片转换，也可以用两个三极管加一些外围电路进行反相和电压匹配。 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。 实现不同接口互连必须具备下面 3 个条件： 1） 驱动器件必须能够对负载提供足够大的灌电流 2） 驱动器件必须能对负载提供足够大的拉电流 3） 驱动器件的输出点啊必须在负载的输入的电压范围内，包括高、低电平值 具体来说，驱动器件的 V OH V IH ;V OL IL ;I OH I IH ;I OL I IL