Comme nous le savons, il peut y avoir des problèmes dans l'échange de données entre les sous-modules du système de circuits, ce qui peut conduire à une « circulation » anormale et de haute qualité des signaux. Par exemple, parfois la séquence de fonctionnement des sous-modules du circuit est différente (comme le processeur et les périphériques) ou leurs types de signaux sont différents (comme les capteurs détectant des signaux optiques). À l'heure actuelle, nous devrions envisager de bien résoudre ce problème grâce aux méthodes d'interface correspondantes.

Les points clés suivants des sept types d'interfaces couramment utilisés dans la conception de circuits sont expliqués :

Ce type d’interface est fondamentalement un cliché, n’est-ce pas ? Depuis l'étude des circuits analogiques et des circuits numériques à l'université, l'interface de niveau TTL ne peut être séparée de la conception générale du circuit. Sa vitesse est généralement limitée à 30 MHz, car il y a plusieurs condensateurs d'entrée pF à l'entrée du BJT (formant un LPF). Si le signal d'entrée dépasse une certaine fréquence, le signal sera « perdu ». Sa capacité de conduite atteint généralement des dizaines de milliampères. Généralement, la tension normale du signal est élevée. S'il est proche du circuit ECL avec une faible tension de signal, cela provoquera un problème de diaphonie évident.

Cela ne nous est pas étranger et nous y sommes souvent confrontés. Certaines caractéristiques des semi-conducteurs concernant le CMOS n'ont pas besoin d'être formulées ici. Comme beaucoup de gens le savent, dans des circonstances normales, la consommation d'énergie et la capacité anti-interférence du CMOS sont de loin supérieures à celles du TTL. Mais! On sait peu de choses qu'à haute fréquence de commutation, la série CMOS consomme en réalité plus d'énergie que la série TTL. Pour savoir pourquoi c'est le cas, veuillez demander à la théorie de la physique des semi-conducteurs.

Comme la tension de fonctionnement du CMOS peut être très faible à l'heure actuelle, certains cœurs FPGA fonctionnent même à une tension proche de 1.5 V, ce qui rend la tolérance au bruit entre les niveaux bien inférieure à celle du TTL, aggravant ainsi l'erreur de jugement du signal provoquée par la fluctuation de tension. Comme nous le savons tous, l'impédance d'entrée du circuit CMOS est très élevée. Par conséquent, sa capacité de couplage peut être très faible, sans utiliser un grand condensateur électrolytique.

Étant donné que les circuits CMOS ont généralement une faible capacité de pilotage, la conversion TTL doit être effectuée avant que les circuits ECL ne soient pilotés. De plus, lors de la conception du circuit d'interface CMOS, nous devons faire attention à éviter que la charge capacitive ne soit trop lourde, sinon cela ralentirait le temps de montée et augmenterait la consommation d'énergie du dispositif de pilotage (car la charge capacitive ne consomme pas d'énergie).

C'est un vieil ami du système informatique ! Parce que sa vitesse « fonctionne » assez vite, elle peut même atteindre des centaines de MHz ! En effet, le BJT à l'intérieur de l'ECL n'est pas saturé lorsqu'il est allumé, de sorte que le temps d'activation et de désactivation du BJT peut être réduit et que la vitesse de travail peut naturellement être augmentée.

Mais c’est pour en payer le prix ! Sa blessure mortelle : une consommation électrique élevée ! L'EMI provoqué par cela mérite d'être pris en compte, et la capacité anti-interférence n'est pas bien meilleure. Si quelqu’un peut compromettre ces deux facteurs, alors il (elle) devrait faire fortune. Il convient également de noter que le circuit intégré ECL général nécessite une alimentation négative, c'est-à-dire que sa tension de sortie est négative, un circuit de changement de niveau spécial est donc nécessaire.

Il n’y a personne qui ne connaisse les bases de la technologie électronique (à moins qu’il ne soit simplement un « profane » en technologie électronique). Il s'agit d'une norme d'interface de communication série à faible vitesse. A noter que son niveau standard est un peu "anormal" : le niveau haut est de -12V, tandis que le niveau bas est de +12V. Ainsi, lorsque nous essayons de communiquer avec des périphériques via des ordinateurs, une puce de changement de niveau MAX232 est naturellement indispensable. Mais nous devons être conscients de ses défauts, tels que la lenteur de la transmission des données et la courte distance de transmission.

Il utilise la tension de sortie relative (uA-uB) d'une paire de bornes A et B pour représenter le signal. Généralement, ce signal différentiel traversera un environnement de bruit complexe pendant la transmission du signal, ce qui entraînera fondamentalement la même quantité de bruit sur les deux lignes, et l'énergie du bruit sera annulée à l'extrémité de réception, de sorte qu'il puisse réaliser des communications longue distance et transmission à grande vitesse. L'interface RS-485, couramment utilisée dans l'industrie, adopte un mode de transmission différentiel et possède une bonne capacité d'interférence en mode commun.

Le couplage optoélectronique utilise le signal optique comme support pour réaliser le couplage et la transmission de signaux électriques. Son « avantage » est qu’il peut réaliser une isolation électrique, il possède donc une excellente capacité anti-interférence. Dans des conditions de fréquence de fonctionnement élevée, seul le circuit d'interface d'isolation photoélectrique à grande vitesse peut répondre aux besoins de transmission de données.

Parfois, afin de réaliser le contrôle de la haute tension et du courant élevé, nous devons concevoir et utiliser le circuit d'interface d'isolation optique pour connecter ces circuits TTL ou CMOS à faible niveau et faible courant comme mentionné ci-dessus, car la boucle d'entrée et la boucle de sortie de l'interface d'isolation optique peut supporter une haute tension de plusieurs milliers de volts, ce qui est suffisant pour les applications générales.

De plus, la partie d'entrée et la partie de sortie de l'interface d'isolation optique doivent respectivement adopter une alimentation indépendante, sinon il y aura toujours une connexion électrique, ce qui n'est pas appelé isolation.

Ses caractéristiques d'isolation électrique sont bonnes, mais la bande passante autorisée du signal est limitée. Par exemple, dans le cas du couplage par transformateur, son efficacité de transmission de puissance est très élevée et sa puissance de sortie est fondamentalement proche de sa puissance d'entrée. Par conséquent, pour un transformateur élévateur, il peut avoir une tension de sortie plus élevée, mais il ne peut donner qu'un courant plus faible.

De plus, les caractéristiques haute fréquence et basse fréquence du transformateur ne sont pas optimistes, mais sa plus grande caractéristique est qu'il peut réaliser une transformation d'impédance. Lorsqu'elle est correctement adaptée, la charge peut obtenir suffisamment de puissance. Par conséquent, l’interface de couplage du transformateur est très populaire dans la conception de circuits amplificateurs de puissance.