从电平角度理解数字电路

前言：
数字电路的高低电平由0和1表示，而在实际的电路系统中，不同的模块有着不一样的电气标准。在这些标准中的高低电平也有不一样的电压范围，当不同的电气标准之间需要连接时，就有了所谓的电平转换。在数字电路中，逻辑门电路(BJT或MOSFET)处于开关状态，在若干逻辑门电路以及集成芯片组成的电路系统中，电气标准的组合和转换构成了部分的数字电路。

1 电平标准的分类
现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、RS232、RS485等。

1.1 TTL和LVTTL
一般来说，采用电源、电阻、BJT(作为开关管用)组成的数字电路，称为TTL电路，其中的电平标准为TTL(Transistor-Transistor Logic)。
当电源电压Vcc为5V时：VOH>=2.4V，VOL<=0.4V；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，又会增大系统功耗(电压越高，能耗越大)，所以后来就把一部分去掉了，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)。

1.2 COMS和LVCMOS
一般来说，采用电源、电阻、MOSFET(作为开关管用)组成的数字电路，称为COMS电路，其中的电平标准为CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS)。
COMS电路的电源电压Vcc可达15V： VOH>=0.9Vcc，VOL<=0.1Vcc；VIH>=0.7Vcc，VIL<=0.3Vcc。对应3.3V LVTTL，出现了LVCMOS，可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。

2 TTL和COMS的比较

2.1 噪声容限
噪声容限(Noise Margin)是指在前一极输出为最坏的情况下，为保证后一极正常工作，所允许的最大噪声幅度 。噪声容限越大说明容许的噪声越大，电路的抗干扰性越好。
高电平噪声容