電磁兼容電路設計中常見的7個接口類型
(1)TTL電平接口
定義+5V等價于邏輯“1”,0V等價于邏輯“0”。這樣的數(shù)據(jù)通信及電平規(guī)定方式,被稱做TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號系統(tǒng)。
說明
(1)電平是個電壓范圍,規(guī)定輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4v< span="">;最小輸入高電平≥2.0V,輸入低電平≤0.8V,噪聲容限是0.4V。
(2)信號速度一般限制30M HZ以內(nèi),驅(qū)動能力一般為幾十毫安
應用
最通用的接口類型,常用做板內(nèi)相連及板間接口信號標準
注意點
(1)產(chǎn)品設計特別是總線設計時必須考慮負載能力
(2)和信號電壓較低的ECL電路接近時會產(chǎn)生明顯的串擾問題
(2)CMOS電平接口
定義CMOS電平:“1”邏輯電平接近于電源電壓,“0” 邏輯電平接近于 0V。
說明
輸出 L:<0.1*vcc>0.9*VCC;?輸入 L:<0.3*vcc>0.7*VCC ?VCC在+5V - +15V均可正常工作,且具有很寬的噪聲容限
注意點
(1)相較TTL,速度要慢一些,驅(qū)動能力小一些;
(2)不用的管腳不要懸空,要接上拉電阻或者下拉電阻,給它一個恒定的電平;(3)COMS的輸入電流超過1mA,就有可能燒壞COMS,所以要串限流電阻;
(4)如果使用TTL與CMOS接口進行級聯(lián),必須考慮電平兼容(最簡單為電阻分壓);
(3)RS232電平接口
定義標準串口,最常用的一種串行通訊接口。它們分別采用不同的電壓來表示ON和OFF。最被廣泛使用的是RS-232C,它將邏輯“1”的電壓定義為-3V到-12V之間,而將邏輯“0”的電壓定義到+3V到+12V之間。說明
(1)邏輯“1”:為-3V到-15V的電壓 邏輯“0”:為3V到15V的電壓
?(2)傳送距離最大為約15米,最高速率為20kb/s
? (3)用于 DTE (終端設備)與 DCE (通訊設備)之間的連接。
應用
1.RS-232是為點對點(只用一對收、發(fā)設備)通訊而設計的。所以RS-232適合本地設備之間的通信。2.常用的RS232通訊芯片:MAX232,MAX3232
注意點
?接口常使用DB9或者DB25的形式出現(xiàn)
(4)差分平衡電平接口
定義
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。
說明
(1)邏輯“1”:為2V到6V的電壓? 邏輯“0”:為-2V到-6V的電壓
(2)一般情況下,這個差分信號會在信號傳輸時經(jīng)過一個復雜的噪聲環(huán)境,導致兩根線上都產(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。
(3) 能實現(xiàn)較遠距離,較高速率的傳輸,2MHZ 信號在匹配適當?shù)厍闆r下,傳輸距離在15m 以上。應用
1.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。
2.常用的RS485通訊芯片:MAX485
注意點
1.標準節(jié)點數(shù)為32個
2.在工業(yè)控制中,常常使用光電隔離(光耦)
3.傳輸介質(zhì),采用雙絞線
(5)光隔離接口
光隔離接口
定義
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。
說明
(1)能實現(xiàn)電氣隔離,允許信號帶寬一般在 10M 以內(nèi),更高速率的器件價格較昂貴。
應用
有時為了實現(xiàn)高電壓和大電流的控制,我們必須設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,足以滿足一般的應用了。
注意點
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。
(6)線圈耦合接口
定義
一個波動的電流或電壓在一個線圈(稱為初級線圈)內(nèi)產(chǎn)上磁場,在同一個磁場中的另外一組或幾組線圈(稱為次級線圈)上就會產(chǎn)生相應比例的磁場(與初級線圈和次級線圈的匝數(shù)有關(guān))。
說明
(1)它的電氣隔離特性好,但是允許的信號帶寬有限。
(2)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
高的輸出電壓,但是卻只能給出較低的電流。
應用
最常見的電感耦合代表:變壓器。
注意點
變壓器的高頻和低頻特性并不讓人樂觀,但是它的最大特點就是可以實現(xiàn)阻抗變換,當匹配得當時,負載可以獲得足夠大的功率,因此,變壓器耦合接口在功率放大電路設計中很“吃香”。
(7)ECL電平接口
定義
ECL即發(fā)射極耦合邏輯電路,也稱電流開關(guān)型邏輯電路。它是利用運放原理通過晶體管射極耦合實現(xiàn)的門電路。
說明
(1)為高速電氣接口,速率可達幾百兆,但相應功耗較大,電磁輻射與干擾較大。
(2)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。
(3)由于ECL內(nèi)部的BJT(雙極結(jié)型晶體管)在導通時并沒有處于飽和狀態(tài),這樣就可以減少BJT的導通和截止時間,工作速度自然也就可以提上去了。
北京第三方檢測機構(gòu),提供各類產(chǎn)品的EMC電磁兼容測試檢驗工作,出具第三方檢測報告,檢測試驗找儀綜所實驗室彭光瓊V一三六九一零九三五零三。
