我爱嵌入式系统

当前位置:首页 > 硬件天地 > 详细内容
TTL电平和CMOS电平总结
发布时间:2009/10/29  阅读次数:1384  字体大小: 【】 【】【
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
它的噪声容限是0.4V.
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。

电平转换电路:因为TTL和COMS的高低电平的值不一样(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。哈哈哈


OC门,即集电极开路门电路,它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。

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。

4、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。



5、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。


6、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。
7、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

TTL电平(L电平:小于等于0.8V ;H电平:大于等于2V)
COMS电平(L电平:小于等于0.3Vcc ;H电平:大于等于0.7Vcc)

CMOS 器件不用的输入端必须连到高电平或低电平, 这是因为 CMOS 是高输入阻抗器件, 理想状态是没有输入电流的. 如果不用的输入引脚悬空, 很容易感应到干扰信号, 影响芯片的逻辑运行, 甚至静电积累永久性的击穿这个输入端, 造成芯片失效.
另外, 只有 4000 系列的 CMOS 器件可以工作在 15伏电源下, 74HC, 74HCT 等都只能工作在 5伏电源下, 现在已经有工作在 3伏和 2.5伏电源下的 CMOS 逻辑电路芯片了.

CMOS电平和TTL电平: CMOS电平电压范围在3~15V,比如4000系列当5V供电时,输出在4.6以上为高电平,输出在0.05V以下为低电平。输入在3.5V以上为高电平,输入在1.5V以下为低电平。而对于TTL芯片,供电范围在0~5V,常见都是5V,如74系列5V供电,输出在2.7V以上为高电平,输出在0.5V以下为低电平,输入在2V以上为高电平,在0.8V以下为低电平。因此,CMOS电路与TTL电路就有一个电平转换的问题,使两者电平域值能匹配。

有关逻辑电平的一些概念:
要了解逻辑电平的内容,首先要知道以下几个概念的含义:
1: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。
2: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。
3: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。
4: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。
5:阀值电平(Vt):数字电路芯片都存在一个阈值电平,就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,对于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要保证稳定的输出,则必须要求输入高电平> Vih,输入低电平<Vil,而如果输入电平在阈值上下,也就是Vil~Vih这个区域,电路的输出会处于不稳定状态。
对于一般的逻辑电平,以上参数的关系如下:
Voh > Vih > 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(5V TTL和5V CMOS)、3.3V系列,2.5V系列和1.8V系列。
·5V TTL和5V CMOS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。

我要评论
  • 匿名发表
  • [添加到收藏夹]
  • 发表评论:(匿名发表无需登录,已登录用户可直接发表。) 登录状态:未登录
最新评论
所有评论[0]
    暂无已审核评论!

51RTOS.com 版权所有  

Copyright 20006-2009 我爱嵌入式 ( 51RTOS.com ) All rights reserved 沪ICP备09080633号