TTL和CMOS的区别【数电速通】

news/2025/2/22 5:43:07

CMOS电平:电压范围在3~15V;常见电压在12V。

TTL电平:电压范围在0~5V,常见都是5V

CMOS的特点:电平由电源VDD​ 决定,而不是外部电源电平。

COMS电路的使用注意事项

我们在使用CMOS电路的时候有以下几项注意事项:

  1. COMS电路时电压控制器件,它的输入阻抗很大,对干扰信号的捕捉能力很强。所以,不用的管脚不能悬空,一定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. 当接高速信号传输线时,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。

TTL电路的使用注意事项

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。

OC门和OD门的区别:

1. OC门 (Open Collector Gate) 开漏门

  • 定义:开漏门(OC门)是一种特殊的逻辑门,其输出端口连接到集电极(对于NPN型晶体管)或者漏极(对于MOSFET)。这种门的输出无法直接驱动高电平(逻辑1),只能输出低电平(逻辑0)或高阻抗状态(通常表示为“0”或者“Z”)。
  • 工作原理
    • 当门的输出处于低电平(逻辑0)时,输出端连接到地(低电平)。
    • 当门的输出处于高电平时,输出端处于高阻抗状态(不驱动任何电流)。
  • 外部上拉电阻:由于OC门无法输出高电平,因此通常需要在输出端加一个外部上拉电阻,通过外部电源来产生高电平(逻辑1)。当输出端为高阻抗状态时,电压被上拉到电源电压,形成逻辑1。
  • 应用
    • 总线共享:开漏门广泛应用于总线协议(如I2C总线、SPI总线)中,因为它可以让多个设备共享同一总线,只有一个设备在任何时刻输出低电平,其他设备处于高阻抗状态。
    • 中断线:在中断信号线中,多个设备可以通过OC门向中央处理器发送中断信号,而不会发生信号冲突。

2. OD门 (Open Drain Gate) 开漏门(通常与开漏门类似)

  • 定义:OD门通常指的是开漏门,特别是在CMOS逻辑门中,"Open Drain"(开漏)是用来描述N通道MOSFET(N-MOS)的一种配置,这种配置的输出可以控制连接到漏极的电压状态。OD门实际上是OC门的一种实现形式。
  • 工作原理:OD门的工作原理与OC门类似,其输出也是一个“开漏”的状态,只有在低电平时驱动输出,而在高电平时处于高阻抗状态,需要外部上拉电阻来生成高电平。
  • 区别:OD门的名称实际上就是指“开漏”输出门,通常与OC门无太大区别。不同的命名习惯或技术文献中可能会将其叫做OD门。

主要区别:

在许多文献中,OC门和OD门实际上指的是同一种门,都是开漏输出逻辑门。区别仅在于命名的不同,但在实际应用中,它们的功能和工作原理几乎完全相同。它们都需要外部上拉电阻来生成高电平输出,并且只能输出低电平或高阻抗状态。

总结:

  • OC门OD门 的功能和工作原理几乎完全相同,都是“开漏”类型的门。
  • 它们都不能直接输出高电平,只能输出低电平或高阻抗状态。
  • 通过外部上拉电阻来生成高电平。

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什么是"线与"逻辑,要实现它,在硬件特性上有什么具体要求?
将两个门电路的输出端并联以实现与逻辑的功能成为线与。在硬件上,要用OC门来实现,同时在输出端口加一个上拉电阻。

什么是竞争与冒险现象?怎样判断?如何消除?
在组合逻辑中,由于门的输入信号通路中经过了不同的延时,导致到达该门的时间不一致叫竞争。产生毛刺叫冒险。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。解决方法:一是添加布尔式的消去项,二是在芯片外部加电容。

数字电路问答 数电面试题

正逻辑和负逻辑:

简而言之,若用1表示高电平,0表示低电平,则为正逻辑;反之,为负逻辑。

辐射发射常用整改方法:

降低干扰源噪声:IGBT、SICMOS这些功率器件在开通和关断过程中,由于电流和电压的急剧变化,会产生高频的电压和电流信号。这些高频信号包含丰富的谐波成分,其频率范围可以从几十kHz到几百MHz,甚至更高。可通过改进功率器件的驱动电路,或者加RC吸收电路,从而减少高频信号的产生。在PCB布线中,不合理的布局布线也会增加耦合风险,进而增大辐射风险。采用合理的布线,避免平行布线,保持线间的距离等措施。

整理分类线缆:线缆中的共模电流干扰是产生辐射的主要原因,是最容易将干扰传播出去被天线接收,共模电流的干扰会产生较强的辐射。线缆的长度越长,其作为天线的效率越高,产生的辐射越强。线缆的布局应尽量远离敏感元件和辐射源,避免相互耦合和干扰。线缆的走向应避免形成较大的环路面积,尽量使线缆的走向与设备的金属外壳平行,减小环路面积。以减少共模电流的产生。合理规划线缆的布局,避免线缆之间的交叉和干扰。对敏感元件进行屏蔽或隔离,减少外部电磁场的干扰。在线缆的端口处加磁环、Y电容等措施也能有效抑制干扰,磁环用非晶磁环较多,也有用镍锌磁环,具体问题具体分析。Y电容主要用10nF、4.7nF、1nF、470pF的电容较多。

良好的导电搭接:机壳之间的导电搭接能够增强整个机壳的屏蔽效能,减少电磁辐射的泄漏。通过良好的导电搭接,可以将设备内部的电磁场限制在机壳内部,防止其向外辐射。在高频电路中,阻抗的连续性对辐射发射十分重要。机壳之间的导电搭接可以确保电流在机壳表面的流动路径连续,从而降低高频干扰电流的辐射发射。机壳之间通过直接接触实现导电搭接是最有效的方式,将搭接面用螺钉打紧,确保他们的导电性。如果表面喷漆,在接触面要进行破漆处理。如果存在缝隙,使用导电材料(如导电布、导电泡棉)填充在机壳之间的缝隙,实现良好的导电搭接。

原文链接:辐射发射常见的整改方法

摄像头由外围的透镜,和里面的摄像头传感器组成:


http://www.niftyadmin.cn/n/5861663.html

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