信号的逻辑电平阅历了从单端信号到差分信号、从低速信号到高速信号的发展过程。最基本的单端信号逻辑电平为CMOS、TTL,在此基础上跟着电压摆幅的下降,呈现LVCMOS、LVTTL等逻辑电平,跟着信号速率的提高又呈现ECL、PECL、LVPECL、LVDS、CML等差分信号逻辑电平。
1.信号逻辑电平参数概念界说
逻辑电平是指数字信号电压的高、低电平,相关参数界说如下:
(1)输入高电平门限Vih:确保逻辑门的输入为高电平时所答应的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则以为输入电平为高电平;
(2)输入低电平门限Vil:确保逻辑门的输入为低电平时所答应的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则以为输入电平为低电平;
(3)输出高电平门限Voh:确保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有必要大于此Voh;
(4)输出低电平门限Vol:确保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有必要小于此Vol;
(5)阈值电平Vt:数字电路芯片都存在一个阈值电平,便是电路刚刚牵强能翻转动作时的电平。它是一个介于Vil、Vih之间的电压值;关于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要确保安稳的输出,则有必要要求输入高电平>Vih,输入低电平 < Vil。
Tips:阈值电平仅仅用来表征数字电路芯片的特性,实践硬件电路设计过程中具有实践意义的是Vih和Vil。
关于一般的逻辑电平,Vih、Vil、Voh、Vol以及Vt的关系为: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)。
2.常见信号逻辑电平参数
常用的逻辑电平有:TTL、CMOS、ECL、PECL、LVDS、LVPECL、RS232、RS422、RS485、CML、SSTL、HSTL等。
(1)TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类:5V系列、3.3V系列、2.5V系列和1.8V系列,3.3V的TTL电平缓CMOS电平一般称为LVTTL和LVCMOS;
(2)RS232/RS422/RS485是串口(UART)的电平规范,RS232是单端输入输出,RS422和RS485是差分输入输出;
(3)ECL、PECL、LVPECL、LVDS、CML是差分输入输出电平;
(4)SSTL首要用于DDR存储器,HSTL首要用于QDR存储器;
电平一般规范参数如下表所示,具体芯片主张参阅Datasheet。
由上表可见,常用的差分信号电平规范LVPECL、LVDS、CML的输入和输出端具有相同的门限参数。这是由发生差分信号的硬件结构决议的,下一期将进行具体阐明。