电平标准分类Word格式.docx

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Vt>

Vil>

Vol。

6：

Ioh：

逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）。

7：

Iol：

逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）。

8：

Iih：

逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）。

9：

Iil：

逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）。

门电路输出极在集成单元内不接负载电阻而直接引出作为输出端，这种形式的门称为开路门。

开路的TTL、CMOS、ECL门分别称为集电极开路（OC）、漏极开路（OD）、发射极开路（OE），使用时应审查是否接上拉电阻（OC、OD门）或下拉电阻（OE门），以及电阻阻值是否合适。

对于集电极开路（OC）门，其上拉电阻阻值RL应满足下面条件：

（1）：

RL<

（VCC－Voh）/（n*Ioh＋m*Iih）

（2）：

RL>

（VCC－Vol）/（Iol＋m*Iil）

其中n：

线与的开路门数；

m：

被驱动的输入端数。

：

常用的逻辑电平

·

逻辑电平：

有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL；

RS232、RS422、LVDS等。

其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类：

5V系列（5VTTL和5VCMOS）、3.3V系列，2.5V系列和1.8V系列。

5VTTL和5VCMOS逻辑电平是通用的逻辑电平。

3.3V及以下的逻辑电平被称为低电压逻辑电平，常用的为LVTTL电平。

低电压的逻辑电平还有2.5V和1.8V两种。

ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。

RS-422/485和RS-232是串口的接口标准，RS-422/485是差分输入输出，RS-232是单端输入输出。

一个有关于电压的标准

　　相对于内存而言

　　DDR内存采用的是支持2.5V电压的SSTL2标准

　　而对于比较老一些的SDRAM内存来说它支持的则是3.3V的LVTTL标准.

　　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。

下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。

　　TTL：

Transistor-TransistorLogic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（LowVoltageTTL）。

　　3.3VLVTTL：

Vcc：

3.3V；

=0.4V；

　　2.5VLVTTL：

2.5V；

=2.0V；

=0.2V；

=1.7V；

=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。

　　CMOS：

ComplementaryMetalOxideSemiconductorPMOS+NMOS。

=4.45V；

=3.5V；

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

　　3.3VLVCMOS：

=3.2V；

=0.1V；

（VIH是指高电平的电压值，VIL是指第一个输入电压信号）

　　2.5VLVCMOS：

　　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：

EmitterCoupledLogic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/PositiveECL

　　Vcc=5V；

VOH=4.12V；

VOL=3.28V；

VIH=3.78V；

VIL=3.64V

　　LVPELC：

LowVoltagePECL

　　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：

LowVoltageDifferentialSignaling

　　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。

　　下面的电平用的可能不是很多，篇幅关系，只简单做一下介绍。

如果感兴趣的话可以联系我。

　　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；

=1.1V；

=0.85V；

=0.75V

　　PGTL/GTL+：

　　Vcc=1.5V；

=1.4V；

=0.46V；

=1.2V；

=0.8V

　　HSTL是主要用于QDR存储器的一种电平标准：

一般有V&

not;

CCIO=1.8V和V&

&

CCIO=1.5V。

和上面的GTL相似，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。

　　HSTL和SSTL大多用在300M以下。

　　RS232和RS485基本和大家比较熟了，只简单提一下：

　　RS232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MAX3232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

TTL和CMOS逻辑器件

逻辑器件的分类方法有很多，下面以逻辑器件的功能、工艺特点和逻辑电平等方法来进行简单描述。

TTL和CMOS器件的功能分类

按功能进行划分，逻辑器件可以大概分为以下几类：

门电路和反相器、选择器、译码器、计数器、寄存器、触发器、锁存器、缓冲驱动器、收发器、总线开关、背板驱动器等。

门电路和反相器

逻辑门主要有与门74X08、与非门74X00、或门74X32、或非门74X02、异或门74X86、反相器74X04等。

选择器

选择器主要有2-1、4-1、8-1选择器74X157、74X153、74X151等。

编/译码器

编/译码器主要有2/4、3/8和4/16译码器74X139、74X138、74X154等。

计数器

计数器主要有同步计数器74X161和异步计数器74X393等。

寄存器

寄存器主要有串-并移位寄存器74X164和并-串寄存器74X165等。

触发器

触发器主要有J-K触发器、带三态的D触发器74X374、不带三态的D触发器74X74、施密特触发器等。

锁存器

锁存器主要有D型锁存器74X373、寻址锁存器74X259等。

缓冲驱动器

缓冲驱动器主要有带反向的缓冲驱动器74X240和不带反向的缓冲驱动器74X244等。

收发器

收发器主要有寄存器收发器74X543、通用收发器74X245、总线收发器等。

10：

总线开关

总线开关主要包括总线交换和通用总线器件等。

11：

背板驱动器

背板驱动器主要包括TTL或LVTTL电平与GTL/GTL+（GTLP）或BTL之间的电平转换器件。

TTL和CMOS逻辑器件的工艺分类特点

按工艺特点进行划分，逻辑器件可以分为Bipolar、CMOS、BiCMOS等工艺，其中包括器件系列有：

Bipolar（双极）工艺的器件有：

TTL、S、LS、AS、F、ALS。

CMOS工艺的器件有：

HC、HCT、CD40000、ACL、FCT、LVC、LV、CBT、ALVC、AHC、AHCT、CBTLV、AVC、GTLP。

BiCMOS工艺的器件有：

BCT、ABT、LVT、ALVT。

TTL和CMOS逻辑器件的电平分类特点

TTL和CMOS的电平主要有以下几种：

5VTTL、5VCMOS（Vih≥0.7*Vcc，Vil≤0.3*Vcc