電路設(shè)計中7個常用的接口類型

【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】電路設(shè)計中7個常用的接口類型1、TTL電平接口

TTL（TransistorTransistorLogic）即晶體管-晶體管邏輯，TTL電平信號由TTL器件產(chǎn)生。TTL器件是數(shù)字集成電路的一大門類。

TTL電平信號被利用的多是因為通常數(shù)據(jù)表示采用二進制規(guī)定，+5V等價于邏輯"1"，0V等價于邏輯"0"，這被稱做TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）信號系統(tǒng)，這是計算機處理器控制的設(shè)備內(nèi)部各部分之間通信的標準技術(shù)。??

TTL電平信號對于計算機處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首先計算機處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅(qū)動器以及接收器電路；

再者，計算機處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下開展的，而TTL接口的操作恰能滿足這個要求。

TTL型通信大多數(shù)情況下，是采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸對于超過10英尺的距離就不適合了。這是由于可靠性和成本兩面的原因。

因為在并行接口中存在著偏相和不對稱的問題，這些問題對可靠性均有影響；另外對于并行數(shù)據(jù)傳輸，電纜以及連接器的費用比起串行通信方式來也要高一些。

2、CMOS電平接口

許多人都知道的是，正常情況下CMOS的功耗和抗干擾能力遠優(yōu)于TTL。但是！鮮為人知的是，在高轉(zhuǎn)換頻率時，CMOS系列實際上卻比TTL消耗更多的功率，至于為什么是這樣，請去問半導(dǎo)體物理理論吧。

由于CMOS的工作電壓目前已經(jīng)可以很小了，有的FPGA內(nèi)核工作電壓甚至接近1.5V，這樣就使得電平之間的噪聲容限比TTL小了很多，因此更加加重了由于電壓波動而引發(fā)的信號判斷錯誤。

眾所周知，CMOS電路的輸入阻抗是很高的，因此，它的耦合電容容量可以很小，而不需要使用大的電解電容器了。由于CMOS電路通常驅(qū)動能力較弱，所以必須先開展TTL轉(zhuǎn)換后再驅(qū)動ECL電路。此外，設(shè)計CMOS接口電路時，要注意防止容性負載過重，否則的話會使得上升時間變慢，而且驅(qū)動器件的功耗也將增加（因為容性負載并不消耗功率）。

TTL電路與CMOS電路比較

（1）TTL電路是電流控制器件，而CMOS電路是電壓控制器件。

（2）TTL電路的速度快，傳輸延遲時間短(5-10ns)，但是功耗大。

（3）CMOS電路的速度慢，傳輸延遲時間長(25-50ns)，但功耗低。

3、ECL電平接口

這可是計算機系統(tǒng)內(nèi)部的老朋友??！因為它的速度“跑”得夠快，甚至可以跑到幾百MHz！這是由于ECL內(nèi)部的BJT在導(dǎo)通時并沒有處于飽和狀態(tài)，這樣就可以減少BJT的導(dǎo)通和截止時間，工作速度自然也就可以提上去了。

But，這是要付出代價的！它的致命傷：功耗較大！它引發(fā)的EMI問題也就值得考慮了，抗干擾能力也就好不到哪去了，要是誰能夠折中好這兩點因素的話，那么他（她）就該發(fā)大財了。還有要注意的是，一般ECL集成電路是需要負電源供電的，也就是說它的輸出電壓為負值，這時就需要專門的電平移動電路了。

4、RS-232電平接口

玩電子技術(shù)的基本沒有誰不知道它的了（除非他或她只是電子技術(shù)的“門外漢”）。它是低速串行通信接口標準，要注意的是，它的電平標準有點“反?！保焊唠娖綖?12V，而低電平為+12V。

So，當我們試圖通過計算機與外設(shè)開展通信時，一個電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232自然是少不了的了。但是我們得清醒地意識到它的一些缺點，例如數(shù)據(jù)傳輸速度還是比較慢、傳輸距離也較短等。

5、差分平衡電平接口

它是用一對接線端A和B的相對輸出電壓（uA-uB）來表示信號的，一般情況下，這個差分信號會在信號傳輸時經(jīng)過一個復(fù)雜的噪聲環(huán)境，導(dǎo)致兩根線上都產(chǎn)生基本上相同數(shù)量的噪聲，而在接收端將會把噪聲的能量給抵消掉，因此它能夠?qū)崿F(xiàn)較遠距離、較高速率的傳輸。

工業(yè)上常用的RS-485接口采用的就是差分傳輸方式，它具有很好的抗共模干擾能力。

6、光隔離接口

光電耦合是以光信號為媒介來實現(xiàn)電信號的耦合和傳遞的，它的“好處”就是能夠?qū)崿F(xiàn)電氣隔離，因此它有出色的抗干擾能力。在電路工作頻率很高的條件下，基本只有高速的光電隔離接口電路才能滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?/p>

有時為了實現(xiàn)高電壓和大電流的控制，我們必須設(shè)計和使用光隔離接口電路來連接如上所述的這些低電平、小電流的TTL或CMOS電路，因為光隔離接口的輸入回路和輸出回路之間可以承受幾千伏特的高壓，足以滿足一般的應(yīng)用了。此外，光隔離接口的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨立的電源，否則的話還是有電氣聯(lián)系，也就不叫隔離了。

7、線圈耦合接口

它的電氣隔離特性好，但是允許的信號帶寬有限。例如變壓器耦合，它的功率傳輸效率是非常高的，輸出功率基本接近其輸入功率，因此，對于一個升壓變壓器來說，它可以有較高的輸出電