常见逻辑电平标准

部署运行你感兴趣的模型镜像
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-Transistor Logic 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(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:Complementary Metal Oxide Semiconductor  PMOS+NMOS。
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。对应3.3V LVTTL,出现了LVCMOS,可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。

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:Emitter Coupled Logic 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/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:Low Voltage Differential Signaling
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;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存储器的一种电平标准:一般有V&not;CCIO=1.8V和V&not;&not;CCIO= 1.5V。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)。
SSTL主要用于DDR存储器。和HSTL基本相同。V&not;&not;CCIO=2.5V,输入为输入为比较器结构,比较器一端接参考电平1.25V,另一端接输入信号。对参考电平要求比较高(1%精度)。
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。

因为曾经学东西的时候很困难,在网上发帖子求救很难得到响应,很多高手都不愿意理。现在有机会学了一些东西。愿意拿出来与大家一起分享。现在每天尽可能在 21ic论坛帮人回答两个问题,每周总结一些经验教训和知识供大家分享,做一点力所能及的事。如果有错的地方讲指正。有遗漏的地方可以再找我讨论(QQ: 37564275)。共同提高。如果我的帖子对您有帮助的话,请以后帮一下和我们曾经一样的新手。为新手提供一个很好的学习环境。全国电子工程师团结起来 

您可能感兴趣的与本文相关的镜像

PyTorch 2.6

PyTorch 2.6

PyTorch
Cuda

PyTorch 是一个开源的 Python 机器学习库,基于 Torch 库,底层由 C++ 实现,应用于人工智能领域,如计算机视觉和自然语言处理

常见的电子信号电平标准包括 TTL、CMOS、ECL、PECL、LVDS、LVPECL、RS232、RS422、RS485、CML、SSTL、HSTL 等。这些标准根据其设计应用场景,各自定义了不同的电压范围电气特性。 TTL(Transistor-Transistor Logic) 是一种常见的数字逻辑电平标准,其供电电压通常为 5V,输入高电平(Vih)通常在 2.0V 以上,输入低电平(Vil)通常在 0.8V 以下。输出高电平(Voh)通常在 2.4V 以上,输出低电平(Vol)通常在 0.4V 以下。TTL 电路广泛应用于早期的数字系统中[^1]。 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 是一种基于互补金属氧化物半导体技术的逻辑电平标准。CMOS 的供电电压范围较广,通常可以在 3V 至 15V 之间工作。输入高电平(Vih)通常为供电电压的 70% 以上,输入低电平(Vil)通常为供电电压的 30% 以下。CMOS 的优势在于其低功耗高噪声容限[^1]。 ECL(Emitter-Coupled Logic) 是一种高速逻辑电平标准,其供电电压通常为负电压,例如 -5.2V。ECL 的特点是其高速度低功耗,但其电路复杂度较高,通常用于高性能计算通信设备中[^1]。 PECL(Positive Emitter-Coupled Logic) 是 ECL 的正电压版本,通常使用 5V 供电。PECL 的特点是高速度较低的功耗,适用于高速数据传输时钟分配应用[^1]。 LVDS(Low-Voltage Differential Signaling) 是一种低压差分信号电平标准,通常使用 2.5V 供电。LVDS 的特点是低功耗、高速度抗干扰能力强,广泛应用于高速数据传输通信系统中。 LVPECL(Low-Voltage Positive Emitter-Coupled Logic) 是 PECL 的低压版本,通常使用 3.3V 供电。LVPECL 结合了 PECL 的高速度 LVDS 的低压特性,适用于高速数据传输时钟分配应用[^1]。 RS232、RS422 RS485 是串行通信接口标准,分别定义了不同的电气特性通信距离。RS232 是单端通信标准,通常用于短距离通信;RS422 是差分通信标准,支持较长的通信距离;RS485 是多点差分通信标准,支持多个设备在同一总线上通信[^1]。 CML(Current-Mode Logic) 是一种电流模式逻辑电平标准,通常用于高速数据传输时钟分配。CML 的特点是高速度低功耗,但其电路复杂度较高。 SSTL(Stub Series Terminated Logic) HSTL(High-Speed Transceiver Logic) 是专为高速存储器接口设计的逻辑电平标准。SSTL 通常用于 DDR SDRAM 接口,HSTL 通常用于高速收发器接口。这些标准通过优化的终端电阻电压范围,提高了信号完整性传输速度[^1]。 ### 逻辑电平的关键参数 每个逻辑电平标准都定义了四个关键参数:输入高电平(Vih)、输入低电平(Vil)、输出高电平(Voh)输出低电平(Vol)。这些参数确保了逻辑门的正确操作信号完整性。 - 输入高电平(Vih):保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平。当输入电平高于 Vih 时,则认为输入电平为高电平。 - 输入低电平(Vil):保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平。当输入电平低于 Vil 时,则认为输入电平为低电平。 - 输出高电平(Voh):保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值。逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此 Voh。 - 输出低电平(Vol):保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值。逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此 Vol。 ### 逻辑电平的选择 选择合适的逻辑电平标准取决于具体的应用需求。例如,对于低功耗高噪声容限的应用,CMOS 是一个不错的选择;对于高速数据传输通信系统,LVDS LVPECL 是理想的选择;对于串行通信,RS232、RS422 RS485 提供了不同的电气特性通信距离选项。 ### 示例代码 以下是一个简单的 Python 代码示例,用于计算 CMOS 逻辑电平的 Vih Vil: ```python def calculate_cmos_thresholds(vcc): vih = vcc * 0.7 vil = vcc * 0.3 return vih, vil vcc = 5.0 # 供电电压 vih, vil = calculate_cmos_thresholds(vcc) print(f"Vih: {vih}V, Vil: {vil}V") ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值