RS23RS485RS422电平及常见逻辑电平标准Word文档下载推荐.docx
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422
只能做到单向传输,半双工通讯,最高传输速率10Mbps
485
双向传输,半双工通讯,最高传输速率10Mbps
常见逻辑电平标准
下面总结一下各电平标准。
和新手以及有需要的人共享一下^_^.
现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等,还有一些速度比拟高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。
下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用考前须知。
TTL:
Transistor-TransistorLogic三极管构造。
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。
所以后来就把一局部“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:
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拟严重,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:
plementaryMetalOxideSemiconductor
PMOS+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;
2.5VLVCMOS:
CMOS使用注意:
CMOS构造部寄生有可控硅构造,当输入或输入管脚高于VCC一定值(比方一些芯片是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(差分构造)
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,很容易到达几百M的应用。
但是功耗大,需要负电源。
为简化电源,出现了PECL(ECL构造,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展转换。
以上三种均为射随输出构造,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拟大,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,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:
可以到达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。
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:
是部做好匹配的一种电路,不需再进展匹配。
三极管构造,也是差分线,速度能到达3G以上。
只能点对点传输。
GTL:
类似CMOS的一种构造,输入为比拟器构造,比拟器一端接参考电平,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,输入为输入为比拟器构造,比拟器一端接参考电平(VCCIO/2),另一端接输入信号。
对参考电平要求比拟高(1%精度)。
SSTL主要用于DDR存储器。
和HSTL根本一样。
V&
CCIO=2.5V,输入为输入为比拟器构造,比拟器一端接参考电平1.25V,另一端接输入信号。
HSTL和SSTL大多用在300M以下。
RS232和RS485根本和大家比拟熟了,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展反相和电压匹配。
RS485是一种差分构造,相对RS232有更高的抗干扰能力。
传输距离可以到达上千米。
TTL电平和CMOS电平详解
1,TTL电平:
输出高电平>
2.4V,输出低电平<
0.4V。
在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。
最小输入高电平和低电平:
输入高电平>
=2.0V,输入低电平<
=0.8V,噪声容限是0.4V。
2,CMOS电平:
1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。
3,电平转换电路:
因为TTL和S的上下电平的值不一样〔ttl
5v<
==>
cmos
3.3v〕,所以互相连接时需要电平的转换:
就是用两个电阻对电平分压,没有什么高深的东西。
哈哈
4,OC门,即集电极开路门电路,OD门,即漏极开路门电路,必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为上下电平用。
否那么它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫做驱动门电路。
5,TTL和S电路比拟:
1〕TTL电路是电流控制器件,而s电路是电压控制器件。
2〕TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。
S电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。
S电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片集越热,这是正常现象。
3〕S电路的锁定效应:
S电路由于输入太大的电流,部的电流急剧增大,除非切断电源,电流一直在增大。
这种效应就是锁定效应。
当产生锁定效应时,S的部电流能到达40mA以上,很容易烧毁芯片。
防御措施:
1〕在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超过不超过规定电压。
2〕芯片的电源输入端加去耦电路,防止VDD端出现瞬间的高压。
3〕在VDD和外电源之间加线流电阻,即使有大的电流也不让它进去。
4〕当系统由几个电源分别供电时,开关要按以下顺序:
开启时,先开启S电路得电源,再开启输入信号和负载的电源;
关闭时,先关闭输入信号和负载的电源,再关闭S
电路的电源。
6,S电路的使用考前须知
1〕S电路时电压控制器件,它的输入总抗很大,对干扰信号的捕捉能力很强。
所以,不用的管脚不要悬空,要接上拉电阻或者下拉电阻,给它一个恒定的电平。
2〕输入端接低组的信号源时,要在输入端和信号源之间要串联限流电阻,使输入的电流限制在1mA之。
3〕当接长信号传输线时,在S电路端接匹配电阻。
4〕当输入端接大电容时,应该在输入端和电容间接保护电阻。
电阻值为R=V0/1mA.V0是外界电容上的电压。
5〕S的输入电流超过1mA,就有可能烧坏S。
7,TTL门电路中输入端负载特性〔输入端带电阻特殊情况的处理〕:
1〕悬空时相当于输入端接高电平。
因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。
2〕在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平,输入端出呈现的是高电平而不是低电平。
因为由TTL门电路的输入端负载特性可知,只有在输入端接的串联电阻小于910欧时,
它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来,串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。
这个一定要注意。
S门电路就不用考虑这些了。
8,TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。
OC门在截止时有漏电流输出,那就是漏电流,为什么有漏电流呢?
那是因为当三机管截止的时候,它的基极电流约等于0,但是并不是真正的为0,经过三极管的集电极的电流也就不是真正的0,而是约0。
而这个就是漏电流。
开漏输出:
OC门的输出就是开漏输出;
OD门的输出也是开漏输出。
它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出的电流。
所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。
OD门一般作为输出缓冲/驱动器、电平转换器以及满足吸收大负载电流的需要。
9,什么叫做图腾柱,它与开漏电路有什么区别?
TTL集成电路中,输出有接上拉三极管的输出叫做图腾柱输出,没有的叫做OC门。
因为TTL就是一个三级关,图腾柱也就是两个三级管推挽相连。
所以推挽就是图腾。
一般图腾式输出,高电平400UA,低电平8MA