TTL 電平

本文详细介绍了TTL和CMOS两种常见的数字逻辑电平标准,并解释了它们之间的主要区别,包括工作原理、电平转换方法、电路特性和使用注意事项等。此外,还讨论了OC门和OD门的工作原理及其应用场景。

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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COMS的高低电平的值不一样(ttl5v<==>cmos3.3v),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高低电平用。否则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COMS电路比较:
1)TTL电路是电流控制器件,而coms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。
COMS电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。
COMS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)COMS电路的锁定效应:
COMS电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,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,COMS的内部电流能达到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,开关要按下列顺序:开启时,先开启COMS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COMS
电路的电源。

6,COMS电路的使用注意事项
1)COMS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)输入端接低内组的信号源时,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之内。
3)当接长信号传输线时,在COMS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)COMS的输入电流超过1mA,就有可能烧坏COMS。

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。COMS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

转载于:https://www.cnblogs.com/weifuqin530/archive/2008/10/24/1318826.html

### TTL电平定义 TTL(Transistor-Transistor Logic)是一种基于双极型晶体管的逻辑门电路设计标准。它通过规定高低电平的具体数值来实现数字信号的传递和处理。具体而言,+5V对应逻辑“1”,0V对应逻辑“0”。这种电平体系广泛应用于数字电子领域中的各种设备内部通信[^2]。 --- ### TTL电平的工作原理 TTL电平的核心工作原理依赖于双极型晶体管的开关特性。其基本结构由多个晶体管组成,这些晶体管协同作用以完成逻辑运算功能。以下是几个关键点: 1. **输出电平** 在典型条件下,TTL器件的输出高电平大于等于2.7V,输出低电平小于等于0.4V。实际测量中,室温下的输出高电平约为3.5V,输出低电平约为0.2V[^4]。 2. **输入电平** 输入端对电平有特定阈值要求:输入高电平时需满足≥2.0V;输入低电平时应≤0.8V。为了提高抗干扰能力,TTL电路具有一定的噪声容限,即上下浮动范围为±0.4V。 3. **功耗特点** 尽管TTL电路在运行过程中会产生一定热量,但由于其操作电压固定为5V且电流需求相对较小,整体能耗处于可接受范围内[^3]。 --- ### TTL电平的应用场景 TTL电平因其简单高效的设计,在许多现代电子产品中仍然占据重要地位。主要应用场景如下: 1. **计算机内部通信** 计算机处理器及其外围组件之间的数据交换大多采用TTL电平作为基础协议之一。这是因为TTL能够快速响应并支持较高的频率操作[^2]。 2. **嵌入式系统开发** 单片机、微控制器等小型化控制系统普遍兼容TTL接口形式。这类平台允许开发者轻松构建原型项目或者成品级解决方案[^1]。 3. **传感器与执行机构联动** 各种模拟量转数字量模块经常配备标准化的TTL输出选项以便与其他数字化单元无缝对接。例如光电耦合器、温度检测装置等均可能提供此类规格接口[^3]。 4. **实验教学环境搭建** 高校开设的基础课程像《数字电路》《单片机原理》都会涉及到大量关于TTL的实际案例分析及动手实践环节[^1]。 ```python # 示例代码展示如何判断一个简单的TTL电平状态 def check_ttl_level(voltage): if voltage >= 2.0 and voltage <= 5.0: return "High Level (Logic '1')" elif voltage <= 0.8 and voltage >= 0.0: return "Low Level (Logic '0')" else: return "Invalid Voltage" print(check_ttl_level(3.5)) # 输出 High Level (Logic '1') ``` --- ####
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