常用电平标准：现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS4...

### 常用电平标准详解 #### 1. TTL (Transistor-Transistor Logic) - **定义**: 采用三极管结构实现逻辑功能。 - **供电电源**: Vcc = 5V - **电平标准**: - VOH (High Output Voltage) ≥ 2.4V - VOL (Low Output Voltage) ≤ 0.5V - VIH (High Input Voltage) ≥ 2V - VIL (Low Input Voltage) ≤ 0.8V - **注意事项**: - 过冲问题较为严重，可在信号始端串联22Ω或33Ω电阻以减轻。 - 输入脚悬空时默认为高电平状态，若需要下拉则应使用不大于1kΩ的电阻。 - TTL电平不能直接驱动CMOS输入。 #### 2. LVTTL (Low-Voltage Transistor-Transistor Logic) - **3.3V LVTTL** - **供电电源**: Vcc = 3.3V - **电平标准**: - VOH ≥ 2.4V - VOL ≤ 0.4V - VIH ≥ 2V - VIL ≤ 0.8V - **2.5V LVTTL** - **供电电源**: Vcc = 2.5V - **电平标准**: - VOH ≥ 2.0V - VOL ≤ 0.2V - VIH ≥ 1.7V - VIL ≤ 0.7V - **注意事项**: - 适用于高速芯片，具体参数需参照芯片手册。 #### 3. CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) - **定义**: 结合PMOS和NMOS的互补型结构。 - **供电电源**: Vcc = 5V - **电平标准**: - VOH ≥ 4.45V - VOL ≤ 0.5V - VIH ≥ 3.5V - VIL ≤ 1.5V - **注意事项**: - 内部存在寄生可控硅结构，当输入或输出管脚电压高于Vcc一定值（例如0.7V）时，可能导致闩锁效应，进而损坏芯片。 #### 4. LVCMOS (Low-Voltage Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) - **3.3V LVCMOS** - **供电电源**: Vcc = 3.3V - **电平标准**: - VOH ≥ 3.2V - VOL ≤ 0.1V - VIH ≥ 2.0V - VIL ≤ 0.7V - **2.5V LVCMOS** - **供电电源**: Vcc = 2.5V - **电平标准**: - VOH ≥ 2V - VOL ≤ 0.1V - VIH ≥ 1.7V - VIL ≤ 0.7V - **注意事项**: - CMOS结构易于TTL结构兼容，可直接驱动3.3V LVTTL逻辑电路。 #### 5. ECL (Emitter-Coupled Logic) - **定义**: 采用发射极耦合逻辑电路设计，具有差分结构。 - **供电电源**: Vcc = 0V, Vee = -5.2V - **电平标准**: - VOH = -0.88V - VOL = -1.72V - VIH = -1.24V - VIL = -1.36V - **注意事项**: - 需要使用交流耦合、电阻网络或专用芯片进行电平转换，不能直接驱动其他类型电平。 #### 6. PECL (Pseudo/Positive ECL) - **供电电源**: Vcc = 5V - **电平标准**: - VOH = 4.12V - VOL = 3.28V - VIH = 3.78V - VIL = 3.64V - **注意事项**: - 采用正电压供电简化了ECL的电源需求，但仍需通过专门的转换方法实现与其他电平的交互。 #### 7. LVPECL (Low-Voltage PECL) - **供电电源**: Vcc = 3.3V - **电平标准**: - VOH = 2.42V - VOL = 1.58V - VIH = 2.06V - VIL = 1.94V - **注意事项**: - 类似于PECL，但在3.3V电源下运行，同样需要特定转换方式与其它电平标准兼容。 #### 8. LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) - **定义**: 采用差分对输入输出方式。 - **供电电源**: 通常使用3.3V - **电平标准**: - 差分信号摆幅约为±350mV - **注意事项**: - 可以支持高达600MHz以上的频率，对PCB布线有较高要求，差分线要求严格等长且差值不超过0.25mm，匹配电阻需置于接收端附近。 #### 9. CML (Current Mode Logic) - **定义**: 内部已经完成匹配的电路结构，无需外部匹配。 - **供电电源**: 一般使用3.3V或2.5V - **电平标准**: - 采用差分信号传输，摆幅较小。 - **注意事项**: - 速度可达3G以上，仅支持点对点传输。 #### 10. GTL (Guaranteed Transition Logic) - **定义**: 与CMOS类似，但输入采用比较器结构。 - **供电电源**: Vcc = 1.2V - **电平标准**: - VOH ≥ 1.1V - VOL ≤ 0.4V - VIH ≥ 0.85V - VIL ≤ 0.75V - **注意事项**: - 支持低电压操作，适用于高速数字信号处理。 #### 总结 这些电平标准涵盖了从传统到现代的各种逻辑门电路技术，每种标准都有其特定的应用场景和性能特点。理解这些电平标准及其之间的差异对于选择合适的逻辑器件、优化电路设计至关重要。此外，随着技术的发展，新的电平标准不断涌现，了解这些基础知识将有助于工程师更好地应对未来的挑战。