yulzhu

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逻辑电平兼容

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我遇到了一些电平转换的问题,主要是3.3V的ARM和5V或者3.3V的CPLD还有5V也可以是3.3V的AD9822,最后是5V的CCD之间的关 系。
想来想去,最后最好的结果还是使用3.3V的ARM,CPLD还有给AD的逻辑,还有所有的缓冲芯片和SRAM供上3.3V的电平,这样做的 最大好处,就是只需要在CCD和做一个电平转换就可以了。

对 于这个整理了一些资料:
A器件=>B器件
对于逻辑电平来说,最主要的有以下四个参数:
B器件的输入参数
输入高电平 (VIH):逻辑将输入电压识别成高电平时所允许的最小输入高电平,当Vinput>VIH时,则逻辑为高电平。 注意当输入电平为高时候,往往存在输入级有一定的泄漏电流,这个数值非常小在uA范围内,Ileak。
输入低电平(VIL):逻辑将输入电压识别 成低电平时所允许的最大输入低电平,当Vinput泄流电流是钳位二极管和输入MOS管的 综合作用。
A器件的输出参数
输出高电平(VOH):在一定的输出电流(流出)下,逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值。由于可等效 成内部的Rdson,实际上这个数值并没有大的意义,因为只有我们考虑了Rdson才能真实的估计实际的输出高电平的数值。
输出低电平 (VOL):在一定的输出电流(注入)下,逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值。同上面一个参数是同样一个概念。

电平兼容的要求
VOH > VIH:在VIH需求的电流下的VOH。
VOL < VIL:如果不存在上拉的条件的话,一般VOL的压降问题不大,这是一个比较容易满足的条件。
当然可能设定一定的电压阈值,作为噪声容限。

然 后我们选取四类逻辑电平:TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS

输入参数
CMOS:输入高电平UIH min =(0.65~0.7)×5V,输入低电平UIL max =(0.3~0.35)×5V
LVCMOS:

输出参数
一般而言:
CMOS:输出高电平UOH main = VDD-0.2V,输出低电平UOL max = 0.2V.
LVCMOS:

按照正常的情况
LVCMOS输出=>CMOS输入,电平可能太低,导致高电平无法识别。
CMOS输出=>LVCMOS输入, 电平可能太高,导致IO口钳位。

目前网上有很多解决电平的方案,仔细分析一下,并对比优缺点和使用范围。
Device Families:
TTL (74xx) True TTL
74L Low power
74S Schottky
74H High speed
74LS Low power - Schottky
74AS Advanced - Schottky
74ALS Advanced - Low power - Schottky
74F(AST) Fast - (Advanced - Schottky)
74C CMOS...................check Vcc levels
74HC (U) High speed - CMOS (Unbuffered output)
74HCT High speed - CMOS - TTL inputs
74AHC Advanced - High speed - CMOS
74AHCT Advanced - High speed - CMOS - TTL inputs
74FCT (-A) Fast - CMOS - TTL inputs (speed variations)
74FCT (-T, -AT) Fast - CMOS - TTL inputs (speed variations)
74AC Advanced - CMOS
74ACT Advanced - CMOS - TTL inputs
74FACT AC, ACT (Q) series
74ACQ Advanced - CMOS - Quiet outputs
74ACTQ Advanced - CMOS - TTL inputs - Quiet outputs

Bus Driver Families
74ABT Advanced - BiCMOS - Technology
74ABTE ABT - Enhanced Transceiver Logic
74ABTH Advanced - BiCMOS - Technology - bus Hold
74BCT BiCMOS - TTL inputs
74BTL Backplane - Transceiver - Logic
74GTL Gunning - Transceiver - Logic
74GTLP GTL Plus

Low Voltage Families
74ALB Advanced - Low Voltage - BiCMOS
74LV (U) Low - Voltage (Unbuffered output)
74LVC (R) LV - CMOS (damping Resistor)(Unbuffered output)
74LVCH Low - Voltage - CMOS - bus Hold
74ALVC Advanced - Low - Voltage - CMOS
74LVT (R) (U) LV - TTL (damping Resistor(Unbuffered output)
74LVTZ Low - Voltage - TTL - High Impedance power-up
74ALVC (R) ALV - CMOS (bus Hold) (damping Resistor)
74ALVCH Advanced - Low - Voltage - CMOS - bus Hold
74LCX LV - CMOS (operates with 3v & 5v supplies)
74VCX LV - CMOS (operates with 1.8v & 3.6v supplies

4000 True CMOS (non-TTL levels)

ECL Device Families:
MEC I 8nS*
MEC II 2nS*
MEC III (16XX) 1nS* .......* = Rise & Fall Times
101xx 100 series 10K ECL, 3.5nS*
102xx 200 series 10K ECL, 2.5nS*
108xx 800 series 10K ECL, voltage compensated, 3.5nS*
10Hxxx 10K - High speed, voltage compensated, 1.8nS*
10Exxx 10K - ECLinPS, voltage compensated, 800pS*
100xxx 100K, temperature compensated
100Hxxx 100K - High speed, temperature compensated
100Exxx 100K - ECLinPS, temp, voltage comp., 800pS*

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