現(xiàn)在常用的電平標(biāo)準(zhǔn)有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，還有一些速度
　　比較高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。下面簡(jiǎn)單介紹一下各自的供電電源、電平標(biāo)準(zhǔn)以及使用
　　注意事項(xiàng)。
　　TTL：Transistor-Transistor Logic 三極管結(jié)構(gòu)。
　　Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。
　　因?yàn)?.4V與5V之間還有很大空閑，對(duì)改善噪聲容限并沒什么好處，又會(huì)白白增大系統(tǒng)功耗，還會(huì)影響速度。
　　所以后來就把一部分“砍”掉了。也就是后面的LVTTL。
　　LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低電壓的LVTTL(Low Voltage TTL)。
　　3.3V LVTTL：
　　Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。
　　2.5V LVTTL：
　　Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。
　　更低的LVTTL不常用就先不講了。多用在處理器等高速芯片，使用時(shí)查看芯片手冊(cè)就OK了。
　　TTL使用注意：TTL電平一般過沖都會(huì)比較嚴(yán)重，可能在始端串22歐或33歐電阻； TTL電平輸入腳懸空時(shí)是
內(nèi)部認(rèn)為是高電平。要下拉的話應(yīng)用1k以下電阻下拉。TTL輸出不能驅(qū)動(dòng)CMOS輸入。
　　CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。
Vcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。
　　相對(duì)TTL有了更大的噪聲容限，輸入阻抗遠(yuǎn)大于TTL輸入阻抗。對(duì)應(yīng)3.3V LVTTL，出現(xiàn)了LVCMOS，可以與3.3V
的LVTTL直接相互驅(qū)動(dòng)。
3.3V LVCMOS：
Vcc：3.3V；VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V。
2.5V LVCMOS：
Vcc：2.5V；VOH>=2V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。
CMOS使用注意：CMOS結(jié)構(gòu)內(nèi)部寄生有可控硅結(jié)構(gòu)，當(dāng)輸入或輸入管腳高于VCC一定值(比如一些芯片是0.7V)
時(shí)，電流足夠大的話，可能引起閂鎖效應(yīng)，導(dǎo)致芯片的燒毀。

ECL：Emitter Coupled Logic 發(fā)射極耦合邏輯電路(差分結(jié)構(gòu))

ECL門電路
　　優(yōu)點(diǎn)：由于TTL門中BJT工作在飽和狀態(tài)，開關(guān)速度受到了限制。只有改變電路的工作方式，從飽和型變?yōu)榉秋柡托?#xff0c;才能從根本上提高速度。ECL門就是一種非飽和型高速數(shù)字集成電路，它的平均傳輸延遲時(shí)間可在2ns以下，是目前雙極型電路中速度最快的。
　　 缺點(diǎn)：ECL門的速度快，常用于高速系統(tǒng)中。它的主要缺點(diǎn)是制造工藝要求高，功耗大，抗干擾能力弱。而且由于輸出電壓為負(fù)值，若與其他門電路接口，需用專門的電平位移電路。
　　ECL電路是射極耦合邏輯(Emitter Couple Logic)集成電路的簡(jiǎn)稱,與TTL電路不同,ECL電路的最大特點(diǎn)是其基本門電路工作在非飽和狀態(tài).所以,ECL電路的最大優(yōu)點(diǎn)是具有相當(dāng)高的速度.這種電路的平均延遲時(shí)間可達(dá)幾個(gè)毫微秒甚至亞毫微秒數(shù)量級(jí),這使得ECL集成電路在高速和超高速數(shù)字系統(tǒng)中充當(dāng)無以匹敵的角色. 電路結(jié)構(gòu)及工作原理
　　

　　與其它數(shù)字集成電路一樣,ECL集成電路的邏輯功能也可以歸結(jié)為基本門。
　　電路的工作過程.ECL集成電路的基本門為一對(duì)差分管對(duì),其電路形式如下圖所示:

　　
　　圖中,第I部分為基本門電路,完成“或/或非”功能;第II部分為射極跟隨器,完成輸出及隔離功能;第III部分為基準(zhǔn)源電路,具有溫度補(bǔ)償功能.
　　ECL集成電路的工作特點(diǎn)
　　1.在正常工作狀態(tài)下,ECL電路中的BJT（雙極結(jié)型晶體管）工作在截止區(qū)或線性區(qū),為非飽和邏輯.集電極電位總高于基極電位,這就避免了BJT因工作在飽和狀態(tài)而產(chǎn)生的存儲(chǔ)電荷問題.
　　2.邏輯電平（表示數(shù)字電壓的高、低電平）的電壓擺幅小,輸入電壓變化ΔV1≈1V(-1.85~-0.81V),集電極輸出電壓變化ΔVO≈0.85V(-1.75~-0.9V),高低電平的電壓差值已經(jīng)小到只能區(qū)分BJT的導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài).集電極輸出電壓的變化小,這不僅有利于電路的轉(zhuǎn)換,而且可采用很小的集電極電阻Rc.因此,ECL門的負(fù)載電阻總是在幾百歐的數(shù)量級(jí),使輸出回路的時(shí)間常數(shù)比一般飽和型電路小,有利于提高開關(guān)速度.但邏輯擺幅小,對(duì)抗干擾能力不利.
　　3.由于單元門的開關(guān)管對(duì)是輪流導(dǎo)通的,對(duì)整個(gè)電路來講沒有“截止”狀態(tài),所以單元電路的功耗較大.
　　4.從電路的邏輯功能來看,ECL集成電路具有互補(bǔ)的輸出,這意味著同時(shí)可以獲得兩種邏輯電平輸出,將大大簡(jiǎn)化邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì).
　　5.ECL集成電路的開關(guān)管對(duì)的發(fā)射極具有很大的反饋電阻,又是射極跟隨器輸出,所以這種電路具有很高的輸入阻抗和低的輸出阻抗.射極跟隨器輸出同時(shí)還具有對(duì)邏輯信號(hào)的緩沖作用.
總結(jié):ECL門的速度快,常用于高速系統(tǒng)中.它的主要缺點(diǎn)是制造工藝要求高,功耗大,抗干擾能力弱.而且由于輸出電壓為負(fù)值,若與其他門電路接口,需用專門的電平位移電路. 雙極型邏輯門電路除了TTL和ECL之外,尚有集成注入邏輯門電路(IIL或I2L)和高閥值邏輯門電路(HTL).IIL電路由于它的電路簡(jiǎn)單,易于在硅片上實(shí)現(xiàn)高集成度的器件,因而在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中得到應(yīng)用.由于它的高、低電平電壓差值很小,抗干擾能力較差,因而這種門電路的推廣受到限制.至于HTL電路,雖然它有較強(qiáng)的抗干擾能力,但它的功耗大,開關(guān)速度也不高,已不生產(chǎn),為CMOS電路所取代.

　　Vcc=0V；Vee：-5.2V；VOH=-0.88V；VOL=-1.72V；VIH=-1.24V；VIL=-1.36V。
　　速度快，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，噪聲小，很容易達(dá)到幾百M(fèi)的應(yīng)用。但是功耗大，需要負(fù)電源。為簡(jiǎn)化電源，出現(xiàn)了
PECL(ECL結(jié)構(gòu)，改用正電壓供電)和LVPECL。
　　PECL：Pseudo/Positive ECL
　　Vcc=5V；VOH=4.12V；VOL=3.28V；VIH=3.78V；VIL=3.64V
　　LVPELC：Low Voltage PECL
　　Vcc=3.3V；VOH=2.42V；VOL=1.58V；VIH=2.06V；VIL=1.94V
　　ECL、PECL、LVPECL使用注意：不同電平不能直接驅(qū)動(dòng)。中間可用交流耦合、電阻網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ眯酒M(jìn)行轉(zhuǎn)換。
以上三種均為射隨輸出結(jié)構(gòu)，必須有電阻拉到一個(gè)直流偏置電壓。(如多用于時(shí)鐘的LVPECL：直流匹配時(shí)用130歐上拉，同時(shí)用82歐下拉；交流匹配時(shí)用82歐上拉，同時(shí)用130歐下拉。但兩種方式工作后直流電平都在1.95V左右。)
前面的電平標(biāo)準(zhǔn)擺幅都比較大，為降低電磁輻射，同時(shí)提高開關(guān)速度又推出LVDS電平標(biāo)準(zhǔn)。
　　LVDS：Low Voltage Differential Signaling
　　差分對(duì)輸入輸出，內(nèi)部有一個(gè)恒流源3.5-4mA，在差分線上改變方向來表示0和1。通過外部的100歐匹配電
阻(并在差分線上靠近接收端)轉(zhuǎn)換為±350mV的差分電平。
　　LVDS使用注意：可以達(dá)到600M以上，PCB要求較高，差分線要求嚴(yán)格等長(zhǎng)，差最好不超過10mil(0.25mm)。
100歐電阻離接收端距離不能超過500mil，最好控制在300mil以內(nèi)。 下面的電平用的可能不是很多，篇幅關(guān)系，只簡(jiǎn)單做一下介紹。如果感興趣的話可以聯(lián)系我。
　　CML：是內(nèi)部做好匹配的一種電路，不需再進(jìn)行匹配。三極管結(jié)構(gòu)，也是差分線，速度能達(dá)到3G以上。只能
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。
　　GTL：類似CMOS的一種結(jié)構(gòu)，輸入為比較器結(jié)構(gòu)，比較器一端接參考電平，另一端接輸入信號(hào)。1.2V電源供
電。
　　Vcc=1.2V；VOH>=1.1V；VOL<=0.4V；VIH>=0.85V；VIL<=0.75V
　　PGTL/GTL+：
　　Vcc=1.5V；VOH>=1.4V；VOL<=0.46V；VIH>=1.2V；VIL<=0.8V
　　HSTL是主要用于QDR存儲(chǔ)器的一種電平標(biāo)準(zhǔn)：一般有V?CCIO=1.8V和V??CCIO=1.5V。和上面的
　　GTL相似，輸入為輸入為比較器結(jié)構(gòu)，比較器一端接參考電平(VCCIO/2)，另一端接輸入信號(hào)。對(duì)參考電平
要求比較高(1%精度)。
　　SSTL主要用于DDR存儲(chǔ)器。和HSTL基本相同。V??CCIO=2.5V，輸入為輸入為比較器結(jié)構(gòu)，比較器一
端接參考電平1.25V，另一端接輸入信號(hào)。對(duì)參考電平要求比較高(1%精度)。
　　HSTL和SSTL大多用在300M以下。
　　RS232和RS485基本和大家比較熟了，只簡(jiǎn)單提一下：
　　RS232采用±12-15V供電，我們電腦后面的串口即為RS232標(biāo)準(zhǔn)。+12V表示0，-12V表示1。可以用MAX3232
等專用芯片轉(zhuǎn)換，也可以用兩個(gè)三極管加一些外圍電路進(jìn)行反相和電壓匹配。
　　RS485是一種差分結(jié)構(gòu)，相對(duì)RS232有更高的抗干擾能力。傳輸距離可以達(dá)到上千米。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的常用电平标准(TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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