現(xiàn)在常用的電平標(biāo)準(zhǔn)有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等,還有一些速度比較高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。下面簡單介紹一下各自的供電電源、電平標(biāo)準(zhǔn)以及使用注意事項。
TTL：Transistor-Transistor Logic 三極管結(jié)構(gòu)。
Vcc：5V;VOH>=2.4V;VOL<=0.5V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。
因為2.4V與5V之間還有很大空閑,對改善噪聲容限并沒什么好處,又會白白增大系統(tǒng)功耗,還會影響速度。所以后來就把一部分“砍”掉了。也就是后面的LVTTL。
LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低電壓的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不常用就先不講了。多用在處理器等高速芯片,使用時查看芯片手冊就OK了。
TTL使用注意：TTL電平一般過沖都會比較嚴(yán)重,可能在始端串22歐或33歐電阻; TTL電平輸入腳懸空時是內(nèi)部認(rèn)為是高電平。要下拉的話應(yīng)用1k以下電阻下拉。TTL輸出不能驅(qū)動CMOS輸入。
CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。
Vcc：5V;VOH>=4.45V;VOL<=0.5V;VIH>=3.5V;VIL<=1.5V。
相對TTL有了更大的噪聲容限,輸入阻抗遠(yuǎn)大于TTL輸入阻抗。對應(yīng)3.3V LVTTL,出現(xiàn)了LVCMOS,可以與3.3V的LVTTL直接相互驅(qū)動。
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結(jié)構(gòu)內(nèi)部寄生有可控硅結(jié)構(gòu),當(dāng)輸入或輸入管腳高于VCC一定值(比如一些芯片是0.7V)時,電流足夠大的話,可能引起閂鎖效應(yīng),導(dǎo)致芯片的燒毀。
ECL：Emitter Coupled Logic 發(fā)射極耦合邏輯電路(差分結(jié)構(gòu))
Vcc=0V;Vee：-5.2V;VOH=-0.88V;VOL=-1.72V;VIH=-1.24V;VIL=-1.36V。
速度快,驅(qū)動能力強(qiáng),噪聲小,很容易達(dá)到幾百M的應(yīng)用。但是功耗大,需要負(fù)電源。為簡化電源,出現(xiàn)了PECL(ECL結(jié)構(gòu),改用正電壓供電)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：不同電平不能直接驅(qū)動。中間可用交流耦合、電阻網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ眯酒M(jìn)行轉(zhuǎn)換。以上三種均為射隨輸出結(jié)構(gòu),必須有電阻拉到一個直流偏置電壓。(如多用于時鐘的LVPECL：直流匹配時用130歐上拉,同時用82歐下拉;交流匹配時用82歐上拉,同時用130歐下拉。但兩種方式工作后直流電平都在1.95V左右。)
前面的電平標(biāo)準(zhǔn)擺幅都比較大,為降低電磁輻射,同時提高開關(guān)速度又推出LVDS電平標(biāo)準(zhǔn)。
LVDS：Low Voltage Differential Signaling
差分對輸入輸出,內(nèi)部有一個恒流源3.5-4mA,在差分線上改變方向來表示0和1。通過外部的100歐匹配電阻(并在差分線上*近接收端)轉(zhuǎn)換為±350mV的差分電平。
LVDS使用注意：可以達(dá)到600M以上,PCB要求較高,差分線要求嚴(yán)格等長,差最好不超過10mil(0.25mm)。100歐電阻離接收端距離不能超過500mil,最好控制在300mil以內(nèi)。
下面的電平用的可能不是很多,篇幅關(guān)系,只簡單做一下介紹。如果感興趣的話可以聯(lián)系我。
CML：是內(nèi)部做好匹配的一種電路,不需再進(jìn)行匹配。三極管結(jié)構(gòu),也是差分線,速度能達(dá)到3G以上。只能點對點傳輸。
GTL：類似CMOS的一種結(jié)構(gòu),輸入為比較器結(jié)構(gòu),比較器一端接參考電平,另一端接輸入信號。1.2V電源供電。
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存儲器的一種電平標(biāo)準(zhǔn)：一般有V¬CCIO=1.8V和V¬¬CCIO=1.5V。和上面的GTL相似,輸入為輸入為比較器結(jié)構(gòu),比較器一端接參考電平(VCCIO/2),另一端接輸入信號。對參考電平要求比較高(1%精度)。
SSTL主要用于DDR存儲器。和HSTL基本相同。V¬¬CCIO=2.5V,輸入為輸入為比較器結(jié)構(gòu),比較器一端接參考電平1.25V,另一端接輸入信號。對參考電平要求比較高(1%精度)。
HSTL和SSTL大多用在300M以下。
RS232和RS485基本和大家比較熟了,只簡單提一下：
RS232采用±12-15V供電,我們電腦后面的串口即為RS232標(biāo)準(zhǔn)。+12V表示0,-12V表示1�？梢杂肕AX3232等專用芯片轉(zhuǎn)換,也可以用兩個三極管加一些外圍電路進(jìn)行反相和電壓匹配。
RS485是一種差分結(jié)構(gòu),相對RS232有更高的抗干擾能力。傳輸距離可以達(dá)到上千米 |
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