TTL電平CMOS電平

2021-07-22 14:48:09 字數 4836 閱讀 1275

什麼是ttl電平

ttl電平訊號被利用的最多是因為通常資料表示採用二進位制規定,+5v等價於邏輯"1",0v等價於邏輯"0",這被稱做ttl(電晶體-電晶體邏輯電平)訊號系統,這是計算機處理器控制的裝置內部各部分之間通訊的標準技術。

ttl電平訊號對於計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸是很理想的,首先計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸對於電源的要求不高以及熱損耗也較低,另外ttl電平訊號直接與積體電路連線而不需要**昂貴的線路驅動器以及接收器電路;再者,計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸是在高速下進行的,而ttl介面的操作恰能滿足這個要求。ttl型通訊大多數情況下,是採用並行資料傳輸方式,而並行資料傳輸對於超過10英呎的距離就不適合了。這是由於可靠性和成本兩面的原因。因為在並行介面中存在著偏相和不對稱的問題,這些問題對可靠性均有影響;另外對於並行資料傳輸,電纜以及聯結器的費用比起序列通訊方式來也要高一些。

ttl電路的電平就叫ttl 電平,cmos電路的電平就叫cmos電平

ttl積體電路的全名是電晶體-電晶體邏輯積體電路(transistor-transistor logic),主要有54/74系列標準ttl、高速型ttl(h-ttl)、低功耗型ttl(l-ttl)、肖特基型ttl(s-ttl)、低功耗肖特基型ttl(ls-ttl)五個系列。標準ttl輸入高電平最小2v,輸出高電平最小2.4v,典型值3.4v,輸入低電平最大0.8v,輸出低電平最大0.4v,典型值0.2v。s-ttl輸入高電平最小2v,輸出高電平最小ⅰ類2.5v,ⅱ、ⅲ類2.7v,典型值3.4v,輸入低電平最大0.8v,輸出低電平最大0.5v。ls-ttl輸入高電平最小2v,輸出高電平最小ⅰ類2.5v,ⅱ、ⅲ類2.7v,典型值3.4v,輸入低電平最大ⅰ類0.7v,ⅱ、ⅲ類0.8v,輸出低電平最大ⅰ類0.4v,ⅱ、ⅲ類0.5v,典型值0.25v。ttl電路的電源vdd供電只允許在+5v±10%範圍內,扇出數為10個以下ttl閘電路;

coms積體電路是互補對稱金屬氧化物半導體(compiementary symmetry metal oxide semicoductor)積體電路的英文縮寫,電路的許多基本邏輯單元都是用增強型pmos電晶體和增強型nmos管按照互補對稱形式連線的,靜態功耗很小。coms電路的供電電壓vdd範圍比較廣在+5--+15v均能正常工作,電壓波動允許±10,當輸出電壓高於vdd-0.5v時為邏輯1,輸出電壓低於vss+0.5v(vss為數字地)為邏輯0,扇出數為10--20個coms閘電路.

ttl電平訊號被利用的最多是因為通常資料表示採用二進位制規定,+5v等價於邏輯"1",0v等價於邏輯"0",這被稱做ttl(電晶體-電晶體邏輯電平)訊號系統,這是計算機處理器控制的裝置內部各部分之間通訊的標準技術。ttl電平訊號對於計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸是很理想的,首先計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸對於電源的要求不高以及熱損耗也較低,另外ttl電平訊號直接與積體電路連線而不需要**昂貴的線路驅動器以及接收器電路;再者,計算機處理器控制的裝置內部的資料傳輸是在高速下進行的,而ttl介面的操作恰能滿足這個要求。ttl型通訊大多數情況下,是採用並行資料傳輸方式,而並行資料傳輸對於超過10英呎的距離就不適合了。這是由於可靠性和成本兩面的原因。因為在並行介面中存在著偏相和不對稱的問題,這些問題對可靠性均有影響;另外對於並行資料傳輸,電纜以及聯結器的費用比起序列通訊方式來也要高一些。cmos電平和ttl電平: cmos電平電壓範圍在3~15v,比如4000系列當5v供電時,輸出在4.6以上為高電平,輸出在0.05v以下為低電平。輸入在3.5v以上為高電平,輸入在1.5v以下為低電平。而對於ttl晶元,供電範圍在0~5v,常見都是5v,如74系列5v供電,輸出在2.7v以上為高電平,輸出在0.5v以下為低電平,輸入在2v以上為高電平,在0.8v以下為低電平。因此,cmos電路與ttl電路就有乙個電平轉換的問題,使兩者電平域值能匹配

ttl電平與cmos電平的區別:

(一)ttl高電平3.6~5v,低電平0v~2.4v

cmos電平vcc可達到12v

cmos電路輸出高電平約為0.9vcc,而輸出低電平約為0.1vcc。

cmos電路不使用的輸入端不能懸空,會造成邏輯混亂。

ttl電路不使用的輸入端懸空為高電平

另外,cmos積體電路電源電壓可以在較大範圍內變化,因而對電源的要求不像ttl積體電路那樣嚴格。

用ttl電平他們就可以相容

(二)ttl電平是5v,cmos電平一般是12v。

因為ttl電路電源電壓是5v,cmos電路電源電壓一般是12v。

5v的電平不能觸發cmos電路,12v的電平會損壞ttl電路,因此不能互相相容匹配。

(三)ttl電平標準

輸出 l: <0.8v ; h:>2.4v。

輸入 l: <1.2v ; h:>2.0v

ttl器件輸出低電平要小於0.8v,高電平要大於2.4v。輸入,低於1.2v就認為是0,高於2.0就認為是1。

cmos電平:

輸出 l: <0.1*vcc ; h:>0.9*vcc。

輸入 l: <0.3*vcc ; h:>0.7*vcc.

一般微控制器、dsp、fpga他們之間管教能否直接相連. 一般情況下,同電壓的是可以的,不過最好是要好好查查技術手冊上的vil,vih,vol,voh的值,看是否能夠匹配(vol要小於vil,voh要大於vih,是指乙個連線當中的)。有些在一般應用中沒有問題,但是引數上就是有點不夠匹配,在某些情況下可能就不夠穩定,或者不同批次的器件就不能執行。

例如:74ls的器件的輸出,接入74hc的器件。在一般情況下都能好好執行,但是,在引數上卻是不匹配的,有些情況下就不能執行。

74ls和54系列是ttl電路,74hc是cmos電路。如果它們的序號相同,則邏輯功能一樣,但電氣效能和動態效能略有不同。如,ttl的邏輯高電平為》 2.7v,cmos為》 3.6v。如果cmos電路的前一級為ttl則隱藏著不可靠隱患,反之則沒問題。

1,ttl電平:

輸出高電平》2.4v,輸出低電平<0.4v。在室溫下,一般輸出高電平是3.5v,輸出低電平是0.2v。最小輸入高電平和低電平:輸入高電平》=2.0v,輸入低電平<=0.8v,雜訊容限是0.4v。

2,cmos電平:

1邏輯電平電壓接近於電源電壓,0邏輯電平接近於0v。而且具有很寬的雜訊容限。

3,電平轉換電路:

因為ttl和coms的高低電平的值不一樣(ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相連線時需要電平的轉換:就是用兩個電阻對電平分壓,沒有什麼高深的東西。哈哈

4,oc門,即集電極開路閘電路,od門,即漏極開路閘電路,必須外界上拉電阻和電源才能將開關電平作為高低電平用。否則它一般只作為開關大電壓和大電流負載,所以又叫做驅動閘電路。

5,ttl和coms電路比較:

1)ttl電路是電流控制器件,而coms電路是電壓控制器件。

2)ttl電路的速度快,傳輸延遲時間短(5-10ns),但是功耗大。coms電路的速度慢,傳輸延遲時間長(25-50ns),但功耗低。coms電路本身的功耗與輸入訊號的脈衝頻率有關,頻率越高,晶元集越熱,這是正常現象。

3)coms電路的鎖定效應:

coms電路由於輸入太大的電流,內部的電流急劇增大,除非切斷電源,電流一直在增大。這種效應就是鎖定效應。當產生鎖定效應時,coms的內部電流能達到40ma以上,很容易燒毀晶元。

防禦措施:

1)在輸入端和輸出端加鉗位電路,使輸入和輸出不超過不超過規定電壓。

2)晶元的電源輸入端加去耦電路,防止vdd端出現瞬間的高壓。

3)在vdd和外電源之間加線流電阻,即使有大的電流也不讓它進去。

4)當系統由幾個電源分別供電時,開關要按下列順序:開啟時,先開啟coms電路得電源,再開啟輸入訊號和負載的電源;關閉時,先關閉輸入訊號和負載的電源,再關閉coms電路的電源。

6,coms電路的使用注意事項

1)coms電路時電壓控制器件,它的輸入總抗很大,對干擾訊號的捕捉能力很強。所以,不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它乙個恆定的電平。

2)輸入端接低內組的訊號源時,要在輸入端和訊號源之間要串聯限流電阻,使輸入的電流限制在1ma之內。

3)當接長訊號傳輸線時,在coms電路端接匹配電阻。

4)當輸入端接大電容時,應該在輸入端和電容間接保護電阻。電阻值為r=v0/1ma.v0是外界電容上的電壓。

5)coms的輸入電流超過1ma,就有可能燒壞coms。

7,ttl閘電路中輸入端負載特性(輸入端帶電阻特殊情況的處理):

1)懸空時相當於輸入端接高電平。因為這時可以看作是輸入端接乙個無窮大的電阻。

2)在閘電路輸入端串聯10k電阻後再輸入低電平,輸入端出呈現的是高電平而不是低電平。因為由ttl閘電路的輸入端負載特性可知,只有在輸入端接的串聯電阻小於910歐時,它輸入來的低電平訊號才能被閘電路識別出來,串聯電阻再大的話輸入端就一直呈現高電平。這個一定要注意。coms閘電路就不用考慮這些了。

8,ttl電路有集電極開路oc門,mos管也有和集電極對應的漏極開路的od門,它的輸出就叫做開漏輸出。oc門在截止時有漏電流輸出,那就是漏電流,為什麼有漏電流呢?那是因為當三機管截止的時候,它的基極電流約等於0,但是並不是真正的為0,經過三極體的集電極的電流也就不是真正的0,而是約0。而這個就是漏電流。開漏輸出:oc門的輸出就是開漏輸出;od門的輸出也是開漏輸出。它可以吸收很大的電流,但是不能向外輸出的電流。

所以,為了能輸入和輸出電流,它使用的時候要跟電源和上拉電阻一齊用。od門一般作為輸出緩衝/驅動器、電平轉換器以及滿足吸收大負載電流的需要。

9,什麼叫做圖騰柱,它與開漏電路有什麼區別?

ttl積體電路中,輸出有接上拉三極體的輸出叫做圖騰柱輸出,沒有的叫做oc門。因為ttl就是乙個**關,圖騰柱也就是兩個**管推挽相連。所以推挽就是圖騰。

TTL電平和CMOS電平

ttl電路的電平就叫ttl 電平,cmos電路的電平就叫cmos電平。ttl電平 ttl電平訊號被利用的最多是因為通常資料表示採用二進位制規定,5v等價於邏輯 1 0v等價於邏輯 0 這被稱做ttl 電晶體 電晶體邏輯電平 訊號系統,這是計算機處理器控制的裝置內部各部分之間通訊的標準技術。ttl電平...

TTL電平與CMOS電平

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TTL電平和CMOS電平

兩者電平標準 ttl電平標準 vol 0.8v voh 2.4v。vil 1.2v vih 2.0v ttl器件輸出低電平要小於0.8v,高電平要大於2.4v。輸入,低於1.2v就認為是0,高於2.0就認為是1。cmos電平 vol 0.1 vcc voh 0.9 vcc。vil 0.3 vcc v...