电路设计常用接口

人气:325 ℃/2021-10-30 06:11:42
【导读】 电路设计常用接口,下面是小编为你收集整理的,希望对你有帮助!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”,这时就要通过相应的接口方式来很好地处理这个问题。以下是小编为你整理推荐分析,希望你喜欢。常用接口电路设计基础知...

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”,这时就要通过相应的接口方式来很好地处理这个问题。以下是小编为你整理推荐分析,希望你喜欢。

常用接口电路设计基础知识

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。

2CMOS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”。

常见串口接口电路设计基础知识

1、并口接口分立元件

适用于Windows 95/98/Me操作系统。这个电路与FMS随软件提供的电路比多了一个200K的电阻,这个主要是为了与JR的摇控器连接,因为JR的摇控器教练口好象是集电极开路设计的,需要加一只上拉电阻才能正常工作。不过电路还是满简单的,用的元件也很少,很适合无线电水平不太高的朋友们制作,只是不能用于 Win2000/XP上有点让人遗憾。

2、串口接口分立元件字串5

适用于Windows 95/98/Me操作系统,电路也不是很复杂,当然元件比并口电路多了一些,而且串口的外壳比并口小很多,如何把这些元件都放到小小的外壳里免不了要大家好好考虑一下了。当做体积小也是它的最大的优点,而且不用占用电脑并口,因为现在还有一些打印机还是要用并口的。缺点同样是不支持Win2000/XP。

3、串行PIC接口使用PIC12C508单片机字串9

适用于Windows95/98/Me/2000/XP操作系统。电路简单,只是用到MicroChip公司的PIC12C508型单片机,免不了要用到编程器向芯片里写程序了,这个东西一般朋友可能没有,不过大多卖单片机的地方都有编程器,你只要拿张软盘把需要用的HEX文件拷去让老板帮你写就可以了。这个接口最大的优点就是支Win2000/XP操作系统,还可以用PPJOY这个软件来用摇控器虚拟游戏控制器玩电脑游戏。

4、25针串行PIC接口使用PIC12C508单片机

适用于Windows 95/98/Me/2000/XP操作系统。电路同9针的接口基本一样,只不过是接25针串口的,现在用的不是很多了。

5、9针串行PIC接口使用PIC16C84型单片机

适用于Windows 95/98/Me/2000/XP操作系统。不过由于PIC16C84型单片机是一片18脚的集成电路,要装到普通的串口外壳是不可能的了,要是使用贴片封装的型号或许有可能,但总的来说不如第3种使用PIC12C508单片机的来的方便。

6、25针串行PIC接口使用PIC16C84单片机字串3

适用于Windows 95/98/Me/2000/XP操作系统。这个又是上一个电路的25针串口版本,只不过25针串口的外壳比较宽大,所有元件都放到接口外壳里还是没有什么问题的。

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