逻辑电路设计之电平匹配

逻辑电路设计之电平匹配

目录简介

1、逻辑电平匹配

2、逻辑电平匹配原则

3、实例

一、逻辑电平匹配
1、TTL、CMOS、ECL等输入、输出电平标准不一致，同时采用多种器件互连时，需确保前级输出的逻辑0和1能被后级可靠地识别;
2、各种器件所需输入电流、输出驱动电流不同，需确保驱动大电流器件、远距离传输、同时驱动多个器件;

二、逻辑电平匹配原则
1、电平关系:驱动器件输出电压须处在负载器件所要求的输入电压范围;
2、驱动能力:驱动器件须能对负载器件提供灌电流最大值;

3、时延特性:在高速信号进行逻辑电平转换时,会带来较大的延时,设计时一定要充分考虑其容限;
4、保证合格的噪声容限（Vohmin－Vihmin≥0.4V，Vilmax－Volmax≥0.4V)，并且输出电压不超过输入电压允许范围;
5、对上升/下降时间的影响，应保证Tplh和Tphl满足电路时序关系的要求和EMC的要求;
6、对电压过冲的影响，过冲不应超出器件允许电压绝对最大值，否则有可能导致器件损坏;

三、实例

1、5V TTL门作驱动源

A、驱动3.3V TTL/CMOS；             

B、通过LVC/LVT系列器件（为TTL/CMOS逻辑电平输入，LVTTL逻辑电平输出）进行转换；

A、驱动5V CMOS；                       

B、上拉5V电阻，或使用AHCT系列器件（为5VTTL输入、5VCMOS输出）进行转换；

2、3.3V TTL/CMOS门作驱动源

A、驱动5V CMOS；                        

B、使用AHCT系列器件（为5V TTL输入、5VCMOS输出）进行转换（3.3V TTL电平（ LVTTL）与5V TTL电平可以互连）；

3、5V CMOS门作驱动源

A、驱动3.3V TTL/CMOS            

B、 通过LVC/LVT器件（输入是TTL/CMOS逻辑电平，输出是LVTTL逻辑电平）进行转换；

4、2.5V CMOS逻辑电平的互连                
未来使用2.5V电压的芯片和逻辑器件也会越来越多，2.5V逻辑电平与3.3V逻辑电平的互连。

A、3.3V TTL/CMOS逻辑电平驱动2.5V CMOS逻辑电平
 2.5V的逻辑器件有LV、LVC、AVC、ALVT、ALVC等系列，其中前面四种系列器件工作在2.5V时可以容忍3.3V的电平信号输入而ALVC不行；

B、2.5V CMOS逻辑电平驱动3.3V TTL/CMOS逻辑电平
2.5V CMOS逻辑电平的VOH为2.0V，而3.3VTTL/CMOS的逻辑电平的VIH也为2.0V，所以直接互连的话可能会出问题（除非3.3V的芯片本身的VIH参数明确降低了）；

此时可以使用双轨器SN74LVCC3245A来进行2.5V逻辑电平到3.3V逻辑电平的转换；