cmos电平，cmos电平与ttl电平的区别（数字电路电平标准全解析）
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- 1、数字电路电平标准全解析
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1、数字电路电平标准全解析
输入：VIH>3.5V，VIL<1.5V。
可以看出TTL电平的噪声容限为0.4V，CMOS的噪声容限为1.5V。
TTL和CMOS门电路结构：
如图TTL门结构，输出级采用推挽式输出结构，T4为射极跟随的形式，输出电阻小，带负载能力强。
如图CMOS门结构。
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。
二、高速电平标准
在高速电路中如何实现高速驱动输出呢？要么增大驱动电流，要么降低电平标准，或者提高晶体管工作速度。显然前者会带来非常大的功耗，因此改变电平标准和改进晶体管设计成为选择，虽然低电平更容易受到干扰，所以需要更严格的硬件设计。
1、ECL和PECL电平接口
ECL即射极耦合逻辑（Emitter Coupled Logic）采用的是差分结构输出，并需要负电源供电。后来发展处PECL，即正电源射极耦合逻辑。基本原理就是利用晶体管工作在非饱和区来减小转换时间，大大提高转换速度。
ECL的输出管始终有电流通过，非常有利于高速转换。输出阻抗几欧姆，输出电流10mA左右，驱动能力强。
接口连接：直流耦合，适用于短距离
这个匹配方式由等效而来，具体阻值计算：
接口连接：交流耦合，适用于较远距离
2、LVDS电平接口
LVDS即Low-Voltage Differential Signaling，是一种利用低压差分信号传输高速信号的电平标准。特点是：低压，低功耗，噪声抑制能力强。
如图LVDS的输入和输出规格：
LVDS的连接方式：直接连接，因为片内具有端接电阻。
三、CML电平接口
CML即电流模式逻辑电平，采用恒流驱动，内置匹配电阻，使用简单，短距离高速应用中最多。
下图是几种高速接口的性能简单比较：
四、常用普通电平标准
在工业领域应用最多的应该是485 232的电平标准，两者各有优缺点，成本低，使用也比较简单，但是依然有很多技术要点可以讨论，譬如传输速度，距离，防护设计等等。
RS232和RS485的连接问题：
工作中了解到不少同学对于232或者485的连接一直有些迷糊，关于信号的收发端定义及公母头连接，一开始我也是经常摸不着头脑。以收发地三线为主。
标准的232是DB9接头：
简记为：235-收发地。
485如何利用DB9连接：
485的两根线对应DB9头的1,2脚。
232和485与MCU的连接：
四、小结
关于数字电平的标准主要就这么几种，这些都是在硬件层面的定义，在软件上对应的就有各种协议通讯方式的规定。关于接口设计确实是电路设计中的重点，尤其是在目前的高速数字通讯应用当中，我觉得主要有几个要掌握的方面：
1、信号电平的应用电路，也就是基本结构要清晰。
2、防护设计问题要考虑周全，不同接口对于负载对于匹配度的要求都不一样。
3、PCB设计的重要性，在高速设计中很多都采用EDA软件仿真的方式来协助查找关于干扰的问题，但是首要的还是要严格遵循相关规则和规范来设计。
4、实验的必要性。尤其是接口的干扰问题，尽可能全面的实验方案设计是尽快解决问题的最佳路径之一。
2、cmos电平（cmos接地是输出高电平吗）
Cmos电平(cmos接地是输出高电平吗？)
在设计中，我们经常会遇到很多需要转换的信号电平，因为不同设备之间通信的前提是保证信号电平一致，这就需要了解不同信号的电平标准。
在了解有哪些等级标准之前，我们先了解一些基本概念:
输入高电平(Vih):逻辑门输入为高电平时允许的最小输入高电平。当输入电平高于Vih时，输入电平被视为高电平。
低输入电平(Vil):逻辑门输入为低电平时允许的最大低输入电平。当输入级别低于Vil时，则认为输入级别为低级别。
输出高电平(Voh):保证逻辑门输出为高电平时输出电平的最小值，逻辑门输出为高电平时的电平值必须大于这个Voh。
输出低电平(vol):保证逻辑门输出为低电平时输出电平的最大值，逻辑门输出为低电平时的电平值必须小于该Vol。
阈值电平(Vt):所有数字电路芯片都有一个阈值电平，即电路刚刚翻转时的电平。
最常见的有TTL和CMOS级别。
我们先来了解一下他们的标准。
晶体管-晶体管逻辑晶体管结构。
VCC:5V；
VOH。=2.4V，VOL & lt=0.4V
VIH。=2V，VIL & lt；=0.8V
因为2.4V和5V之间还有很多空的松弛，不利于提高噪声容限，而且会白白增加系统功耗，影响速度，所以有一部分被切断了，也就是后来的LVTTL。
今日头条原创:卧龙汇IT科技。
LVTTL分为LVTTL(低压TTL)的3.3V、2.5V和更低的电压。
同理，LVCMOS分为3.3V、2.5V和更低电压的LVCOMS(低压COMS)。
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使用TTL时的注意事项。
一般TTL电平过冲会比较严重，开始可以串联22欧姆或33欧姆电阻。当TTL电平输入引脚悬空空时，它在内部被视为高电平。如果要下拉，应该以1k以下的电阻下拉。TTL输出不能驱动CMOS输入，但CMOS电平可以驱动TTL电平。
一些特殊的水平。
除了以上两个级别，RS232和RS485级别的标准也是我们电子工程师需要掌握的知识。
RS232电平也叫串口电平，电平标准采用负逻辑，用-15V~-3V表示1，+3V~+15V表示0。(RS232是通信标准)这个级别的优点是容错性大空和抗干扰能力强。
RS485标准是为了弥补RS232通信距离短、速度慢的缺点而创建的。RS485液位采用差动传输的液位方式；所谓差分传输，是指发送端在两条信号线上传输幅度相等、相位相反的电信号，接收端将接收到的两条线信号相减，从而得到幅度加倍的信号。
RS485上的两条线定义为a和b；将逻辑1(正逻辑电平)定义为b >: A状态，逻辑0(负逻辑电平)为a >: B，A和B的压差不小于200mV。
除了上面提到的TTL、CMOS、RS232、RS485，还有很多其他级别，比如LVPECL、LVDS、HCLS等差分级别。我们先来看看它们的内部结构。
HCSL级内部结构:
LVDS级内部结构:
如果你对其他级差感兴趣，我会再写一篇文章详细讲解。
原文:卧龙社-于景龙。
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