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电路设计中7个常用的接口类型

工控维修那些事儿 2018-01-15 07:08 次阅读

我们知道,在电路系统的各个子模块进行数据交换时可能会存在一些问题导致信号无法正常、高质量地“流通”,例如有时电路子模块各自的工作时序有偏差(如CPU与外设)或者各自的信号类型不一致(如传感器检测光信号)等,这时我们应该考虑通过相应的接口方式来很好地处理这个问题。

下面就电路设计中7个常用的接口类型的关键点进行说明一下:

1TTL电平接口

这个接口类型基本是老生常谈的吧,从上大学学习模拟电路、数字电路开始,对于一般的电路设计,TTL电平接口基本就脱不了“干系”!它的速度一般限制在30MHz以内,这是由于BJT的输入端存在几个pF的输入电容的缘故(构成一个LPF),输入信号超过一定频率的话,信号就将“丢失”。它的驱动能力一般最大为几十个毫安。正常工作的信号电压一般较高,要是把它和信号电压较低的ECL电路接近时会产生比较明显的串扰问题。

2 CMOS电平接口

我们对它也不陌生,也是经常和它打交道了,一些关于CMOS的半导体特性在这里就不必啰嗦了。许多人都知道的是,正常情况下CMOS的功耗和抗干扰能力远优于TTL。但是!鲜为人知的是,在高转换频率时,CMOS系列实际上却比TTL消耗更多的功率,至于为什么是这样,请去问半导体物理理论吧。由于CMOS的工作电压目前已经可以很小了,有的FPGA内核工作电压甚至接近1.5V,这样就使得电平之间的噪声容限比TTL小了很多,因此更加加重了由于电压波动而引发的信号判断错误。众所周知,CMOS电路的输入阻抗是很高的,因此,它的耦合电容容量可以很小,而不需要使用大的电解电容器了。由于CMOS电路通常驱动能力较弱,所以必须先进行TTL转换后再驱动ECL电路。此外,设计CMOS接口电路时,要注意避免容性负载过重,否则的话会使得上升时间变慢,而且驱动器件的功耗也将增加(因为容性负载并不耗费功率)。

3ECL电平接口

这可是计算机系统内部的老朋友啊!因为它的速度“跑”得够快,甚至可以跑到几百MHz!这是由于ECL内部的BJT在导通时并没有处于饱和状态,这样就可以减少BJT的导通和截止时间,工作速度自然也就可以提上去了。But,这是要付出代价的!它的致命伤:功耗较大!它引发的EMI问题也就值得考虑了,抗干扰能力也就好不到哪去了,要是谁能够折中好这两点因素的话,那么他(她)就该发大财了。还有要注意的是,一般ECL集成电路是需要负电源供电的,也就是说它的输出电压为负值,这时就需要专门的电平移动电路了。

4RS-232电平接口

玩电子技术的基本没有谁不知道它的了(除非他或她只是电子技术专业的“门外汉”)。它是低速串行通信接口标准,要注意的是,它的电平标准有点“反常”:高电平为-12V,而低电平为+12V。So,当我们试图通过计算机与外设进行通信时,一个电平转换芯片MAX232自然是少不了的了。但是我们得清醒地意识到它的一些缺点,例如数据传输速度还是比较慢、传输距离也较短等。

5差分平衡电平接口

它是用一对接线端A和B的相对输出电压(uA-uB)来表示信号的,一般情况下,这个差分信号会在信号传输时经过一个复杂的噪声环境,导致两根线上都产生基本上相同数量的噪声,而在接收端将会把噪声的能量给抵消掉,因此它能够实现较远距离、较高速率的传输。工业上常用的RS-485接口采用的就是差分传输方式,它具有很好的抗共模干扰能力。

6光隔离接口

光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的,它的“好处”就是能够实现电气隔离,因此它有出色的抗干扰能力。在电路工作频率很高的条件下,基本只有高速的光电隔离接口电路才能满足数据传输的需要。有时为了实现高电压和大电流的控制,我们必须设计和使用光隔离接口电路来连接如上所述的这些低电平、小电流的TTL或CMOS电路,因为光隔离接口的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏特的高压,足以满足一般的应用了。此外,光隔离接口的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源,否则的话还是有电气联系,也就不叫隔离了。

7.线圈耦合接口

它的电气隔离特性好,但是允许的信号带宽有限。例如变压器耦合,它的功率传输效率是非常高的,输出功率基本接近其输入功率,因此,对于一个升压变压器来说,它可以有较高的输出电压,但是却只能给出较低的电流。此外,变压器的高频和低频特性并不让人乐观,但是它的最大特点就是可以实现阻抗变换,当匹配得当时,负载可以获得足够大的功率,因此,变压器耦合接口在功率放大电路设计中很“吃香”。


原文标题:详细解读电路中的7个常用接口类型

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和特点 低相位噪声锁相环(PLL)片上VCO调谐范围:2.53 GHz~2.95 GHz 自动和手动参考信号切换/保持模式1个差分或2个单端参考频率信号输入支持高达250 MHz的CMOS、LVPECL或LVDS参考频率支持16.62 MHz~33.3 MHz的晶振时钟,用于参考频率信号输入可选的参考时钟倍频器欲了解更多信息,请参考数据手册 产品详情 AD9522-01可提供多路输出的时钟分配功能,具有亚皮秒抖动性能,并且片上集成PLL和VCO。VCO的调谐范围为 2.53 GHz~2.95 GHz,也可以使用高达2.4 GHz的外部3.3 V/5 V VCO/VCXO。AD9522的串行接口支持SPI与I2C®端口。片上EEPROM可通过串行接口进行编程,并能存储用于上电与芯片复位的用户定义的寄存器设置。AD9522具有12个LVDS输出,分成4组。任意一个800 MHz LVDS输出都可被配置为两个250 MHz CMOS输出。每组输出都有分频器,允许对分频比(1~32)和相位(粗延迟)进行设置。AD9522采用64引脚LFCSP封装,3.3 V单电源供电。采用外接VCO时,工作电压范围可扩展至5.5 V。AD9522可在-40°C~+85°C的工业温度范围工作。AD9520-0与AD9522-0的功能相同,不...
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AD9520-1 12路LVPECL/24路CMOS输出时钟发生器,集成2.5 GHz VCO

AD9520-5 12 LVPECL/24 CMOS输出时钟发生器

和特点 低相位噪声锁相环(PLL) 支持外部3.3V/5V VCO/VCXO,最高达2.4 GHz 1路差分或2路单端参考输入CMOS、LVDS或LVPECL参考频率最高可达250 MHz 参考输入可以使用16.67 MHz至33.3 MHz晶振 可选参考时钟倍频器 参考监控功能 欲了解更多信息,请参考数据手册 产品详情 AD9520-51提供多路输出时钟分配功能,具有亚皮秒级抖动性能,片内集成锁相环(PLL)可以配合外部压控振荡器(VCO)使用。AD9520的串行接口支持SPI与I2C® 端口。片上EEPROM可通过串行接口进行编程,并能存储用于上电和芯片复位的用户定义寄存器设置。AD9520提供12路LVPECL输出,分为4组。任意一路1.6 GHz LVPECL输出都可被配置为两路250 MHz CMOS输出。每组输出都有分频器,其分频比(1至32)和相位(粗调延迟)均可以设置。AD9520采用64引脚LFCSP封装和3.3 V单电源供电。外部VCO的工作电压可达5.5 V。独立输出驱动器的电源电压可以为2.375 V至3.465 V。AD9520的额定工作温度范围为−40°C至+85°C标准工业温度范围。1在数据手册中,AD9520泛指AD9520系列的所有器件。但是,使用AD9520-5时,它仅指AD...
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AD9520-5 12 LVPECL/24 CMOS输出时钟发生器

HMC680 BiCMOS 5位数字可变增益放大器,采用SMT封装,30 - 400 MHz

和特点 TTL/CMOS兼容型并行或锁存并行控制接口 高输出IP3: +40 dBm(所有增益设置) 低噪声系数: 5 dB 宽增益控制范围: 23 dB 出色的状态与步进精度(±0.05 dB) 24引脚、4x4mm SMT封装: 16mm² 产品详情 HMC680LP4(E)是一款数字控制可变增益放大器,工作频率范围为30至400 MHz,可编程提供-4 dB至+19 dB增益,步进为1 dB。 HMC680LP4(E)在最大增益状态下的噪声系数为5 dB,任意状态下的输出IP3最高为+40 dBm。 这款高线性度DVGA还提供差分RF输出,可用来直接对接Tx以及Rx应用中的SAW滤波器以及Rx链路上的数模转换器。 HMC680LP4(E)采用RoHS兼容型4x4 mm QFN无引脚封装,支持CMOS/TTL。 应用 蜂窝/3G基础设施 WiBro / WiMAX / 4G 微波无线电和VSAT 测试设备和传感器 IF与RF应用  方框图...
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HMC680 BiCMOS 5位数字可变增益放大器,采用SMT封装,30 - 400 MHz

HMC628 BiCMOS 5位数字可变增益放大器,采用SMT封装,50 - 800 MHz

和特点 TTL/CMOS兼容型串行、并行或锁存并行控制接口 高输出IP3: +35 dBm(所有增益设置) 宽增益控制范围: 23 dB 上电状态选择 24引脚4x4 mm SMT封装: 16 mm² 出色的状态与步进精度(±0.05 dB) 产品详情 HMC628LP4(E)是一款数字控制可变增益放大器,工作频率范围为50至800 MHz,可编程提供8 dB衰减至15 dB增益范围内的任意设置,步进为1 dB。 HMC628LP4(E)在最大增益状态下的噪声系数为5 dB,任意状态下的输出IP3最高为+35 dBm。 双模控制接口兼容CMOS/TTL,支持三线式串行输入或5位并行字。 HMC628LP4(E)还提供用户可选上电状态和串行输出端口,可级联其他Hittite串行控制元件。 HMC628LP4(E)采用符合RoHS标准的4x4 mm QFN无引脚封装,提供三种评估板配置,具体取决于应用频率。 应用 蜂窝/3G基础设施 WiBro / WiMAX / 4G 微波无线电和VSAT 测试设备和传感器 IF与RF应用   方框图...
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HMC628 BiCMOS 5位数字可变增益放大器,采用SMT封装,50 - 800 MHz

TMP04 温度传感器:CMOS/TTL兼容型串行数字输出温度计

和特点 低成本3引脚封装 调制串行数字输出 与温度成比例 精度:± 1.5°C(典型值,-25°C至+100°C) 额定温度范围:-40°C至+100°C,工作温度最高可达150°C 功耗:最大6.5 mW (5 V) 灵活的开集输出 低工作电压:4.5 V至7 V 产品详情 TMP03/TMP04均为可产生调制串行数字输出的单芯片温度检测器,其输出与器件的温度成正比。板载传感器产生与绝对温度成精确比例的电压,该电压与内部基准电压相比较并输入至精密数字调制器。串行数字输出的比率式编码格式与大多数调制技术(如电压频率转换器)常见的时钟漂移误差无关。在–25°C至+100°C范围内精度为±1.5°C(典型值),具有出色的传感器线性度。TMP04的数字输出为CMOS/TTL兼容,可与多数常见微处理器的串行输入轻松接口。TMP03具有开集输出,能提供5 mA的吸电流。TMP03最适合需要采用光耦合器或隔离变压器的隔离电路的系统。TMP03和TMP04的额定工作电压范围为4.5 V至7 V。工作电压为5 V时,电源电流(无负载)小于1.3 mA。TMP03/TMP04的额定工作温度范围为–40°C至+100°C,采用低成本、TO-92、SO-8和TSSOP-8表贴封装。所有器件最高工作温度为1...
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TMP04 温度传感器:CMOS/TTL兼容型串行数字输出温度计

ADIS16060 宽带宽偏航角速度陀螺仪,采用SPI接口

和特点 完整的角速度数字陀螺仪 14位分辨率 初始范围:±80°/秒(典型值) 可利用外部电阻增大范围 Z轴(偏航角速度)响应 SPI 数字输出接口 可在宽频率范围内提供高振动抑制特性 5 V 单电源供电 8.2 mm × 8.2 mm × 5.2 mm 封装 抗冲击能力:2000 g 带宽:1 kHz 外部控制的自测功能 内部温度传感器输出 双路辅助14位ADC输入 绝对速率输出,适合精密应用 符合RoHS标准 工作温度:−40°C至+105°C产品详情 ADIS16060是一款偏航角速度陀螺仪,采用集成式串行外设接口(SPI),具有可从外部选择的带宽响应和可调整动态范围。通过SPI端口可以访问偏航角速度传感器、内部温度传感器以及两个外部模拟信号(使用内部ADC)。SPI端口提供的数字数据与围绕封装上表面垂直轴转动的角速率成比例。附加输出引脚可提供精密的基准电压 。 数字自测功能通过机电方式激励传感器 , 以测试传感器和信号调理电路的工作情况。ADIS16060提供8.2 mm × 8.2 mm × 5.2 mm、16引脚外围基板栅格阵列(LGA)封装。应用:平台稳定图像稳定制导与控制惯性测量单元机器人 方框图...
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ADIS16060 宽带宽偏航角速度陀螺仪,采用SPI接口

ADG702L CMOS、低压、2 Ω、单刀单掷常开(NO)开关

和特点 单电源:1.8 V至5.5 V 导通电阻:2 Ω(典型值) 低导通电阻平坦度 在85°C及以下可保证泄漏性能 –3 dB带宽:> 200 MHz 轨到轨工作 快速开关时间接通时间 tON :18 ns断开时间tOFF :12 ns 典型功耗:<0.01 μW TTL/CMOS兼容型产品详情 ADG701L/ADG702L均为单芯片CMOS单刀单掷(SPST)开关,采用先进的亚微米工艺设计,具有低功耗、高开关速度、低导通电阻和低泄漏电流特性。此外,−3 dB带宽可以达到200 MHz以上。ADG701L/ADG702L可以采用1.8 V至5.5 V单电源供电,非常适合用在电池供电仪表中,以及配合ADI的新一代DAC和ADC使用。图1和图2显示,当逻辑输入为1时,ADG701L开关闭合,ADG702L开关则断开。接通时,各开关在两个方向的导电性能相同。ADG701L/ADG702L提供5引脚SOT-23、6引脚SOT-23和8引脚MSOP三种封装。应用电池供电系统通信系统采样保持系统音频信号路由视频开关机械式舌簧继电器的替代产品 方框图...
发表于 02-15 18:35 13次 阅读
ADG702L CMOS、低压、2 Ω、单刀单掷常开(NO)开关

ADG712 CMOS、低压、2.5 Ω、四通道单刀单掷开关

和特点 单电源:1.8 V至5.5 V 导通电阻:2.5 Ω(典型值) 低导通电阻平坦度 -3 dB带宽:> 200 MHz 轨到轨工作 16引脚TSSOP/SOIC封装 快速开关时间接通时间tON: 16 ns断开时间tOFF :10 ns 典型功耗:<0.01 μW TTL/CMOS 兼容型产品详情 ADG712是一款单芯片CMOS器件,内置四个独立可选的开关。它采用先进的亚微米工艺设计,具有低功耗、高开关速度、低导通电阻、低泄漏电流和高带宽特性。ADG712采用+1.8 V至+5.5 V单电源供电,非常适合用在电池供电仪表中,以及配合Analog Devices, Inc.(简称ADI)的新一代DAC和ADC使用。同时快速开关时间和高带宽使该器件适合视频信号切换应用。接通时,各开关在两个方向的导电性能相同。ADG712提供16引脚TSSOP和16引脚SOIC两种封装。 方框图...
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ADG712 CMOS、低压、2.5 Ω、四通道单刀单掷开关

ADG711 CMOS、低压、2.5 Ω、四通道单刀单掷开关

和特点 单电源:1.8 V至5.5 V 导通电阻:2.5 Ω(典型值) 低导通电阻平坦度 -3 dB带宽:> 200 MHz 轨到轨工作 16引脚TSSOP/SOIC封装 快速开关时间接通时间tON :16 ns断开时间tOFF :10 ns 典型功耗:<0.01 μW TTL/CMOS 兼容型产品详情 ADG711是一款单芯片CMOS器件,内置四个独立可选的开关。它采用先进的亚微米工艺设计,具有低功耗、高开关速度、低导通电阻、低泄漏电流和高带宽特性。ADG711采用+1.8 V至+5.5 V单电源供电,非常适合用在电池供电仪表中,以及配合Analog Devices, Inc.(简称ADI)的新一代DAC和ADC使用。同时快速开关时间和高带宽使该器件适合视频信号切换应用。接通时,各开关在两个方向的导电性能相同。ADG711提供16引脚TSSOP和16引脚SOIC两种封装。 方框图...
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CMOS传感器作为光学的核心,预先决定着其他部件的结构和规格,以及最终成像的质量。而近期在新技术的强....
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vga线怎么接

vga线接法图解是很多朋友关注的话题,不少朋友在网路中或显示器说明书中阅读到vga一个概念不知道是什....
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hdmi与vga有什么区别

现在的有线连接一般都是利用HDMI和VGA这两种接口,但HDMI和VGA接口到底有什么区别呢?
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I2C负响应问题项目求解答的资料合集免费下载

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