逻辑门电路使用中的几个实际问题

2011-07-25 21:53:53来源: 互联网
以上讨论了几种逻辑门电路特别是重点地讨论了 TTL和CMOS两种电路。在具体的应用中可以根据要求来选用何种器件。器件的主要技术参数有传输延迟时间、功耗、噪声容限,带负载能力等,据此可以正确地选用一种器件或两种器件混用。下面对几个实际问题,如不同门电路之间的接口技术,门电路与负载之间的匹配等进行讨论。

一、各种门电路之间的接口问题

  在数字电路或系统的设计中,往往由于工作速度或者功耗指标的要求,需要采用多种逻辑器件混合使用 ,例如,TTL和CMOS两种器件都要使用。由前面几节的讨论已知,每种器件的电压和电流参数各不相同,因而需要采用接口电路,一般需要考虑下面三个条件:
  1.驱动器件必须能对负载器件提供灌电流最大值。
  2.驱动器件必须对负载器件提供足够大的拉电流。
  3.驱动器件的输出电压必须处在负载器件所要求的输入电压范围
,包括高。低电压值。
  其中条件1和2,属于门电路的扇出数问题,已在第四节作过详细的分析。条件3属于电压兼容性的问题。其余如噪声容限、输入和输出电容以及开关速度等参数在某些设计中也必须予以考虑。
  下面分别就CMOS门驱动TTL 门或者相反的两种情况的接口问题进行分析。

1.CMOS门驱动TTL门

  在这种情况下,只要两者的电压参数兼容,不需另加接口电路,仅按电流大小计算出扇出数即可。
  下图表示CMOS门驱动TTL门的简单电路 。当CMOS门的输出为高电平时,它为TTL负载提供拉电流,反之则提供灌电流。

例2.9.1——74HC00与非门电路用来驱动一个基本的TTL反相器和六个74LS门电路。试验算此时的CMOS门电路是否过载?
解:
  (1)查相关手册得接口参数如下:一个基本的TTL门电路,IIL=1.6mA,六个74LS门的输入电流IIL=6×0.4mA=2.4mA。总的输入电流IIL(total)=1.6mA+2.4mA=4mA。
  (2)因74HC00门电路的IOL=IIL=4mA,所驱动的TTL门电路未过载。

2. TTL门驱动CMOS门

  此时TTL为驱动器件,CMOS为负载器件。由手册可知,当TTL输入为低电平时 ,它的输出电压参数与CMOS HC的输入电压参数是不兼容的。例如,LSTTL的VOH(min)为2.7V,而HC CMOS的VIH(min)为3.5V。为了克服这一矛盾,常采用如上图所示的接口措施。由图可知,用上拉电阻Rp接到VDD可将TTL的输出高电平电压升到约5V,上拉电阻的值取决于负载器件的数目以及TTL和CMOS的电流参数。
  当TTL驱动CMO——HCT时,由于电压参数兼容 ,不需另加接口电路。基于这一情况,在数字电路设计中 ,也常用CMOS——HCT当作接口器件,以免除上拉电阻。

关键字:逻辑门电路  实际  问题

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0725/article_11076.html
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