כידוע, ייתכנו כמה בעיות בחילופי הנתונים בין תת-מודולי מערכת המעגלים, אשר עלולות להוביל ל"מחזור" לא נורמלי ואיכותי של אותות. לדוגמה, לפעמים רצף העבודה של תת-מודולי המעגל שונה (כגון CPU וציוד היקפי) או שסוגי האותות שלהם שונים (כגון חיישנים המזהים אותות אופטיים). בשלב זה, עלינו לשקול לטפל בבעיה זו היטב באמצעות שיטות ממשק מתאימות.

נקודות המפתח הבאות של שבעה סוגי ממשקים נפוצים בתכנון מעגלים מוסברים:

סוג הממשק הזה הוא בעצם קלישאה, נכון? מאז שלמד מעגל אנלוגי ומעגל דיגיטלי במכללה, לא ניתן להפריד את הממשק ברמת TTL מתכנון המעגל הכללי. מהירותו מוגבלת בדרך כלל ל-30 מגה-הרץ, וזאת מכיוון שישנם מספר קבלי כניסה pF בכניסה של BJT (היוצרים LPF). אם אות הכניסה חורג מתדר מסוים, האות "יאבד". כושר הנהיגה שלו הוא בדרך כלל עד עשרות מיליאמפר. בדרך כלל, מתח האות הרגיל גבוה. אם הוא קרוב למעגל ECL עם מתח אות נמוך, זה יגרום לבעיית הצלבה ברורה.

אנחנו לא זרים לזה, ולעתים קרובות אנחנו מתמודדים עם זה. לא צריך לנסח כאן כמה תכונות של מוליכים למחצה על CMOS. כפי שאנשים רבים יודעים, בנסיבות רגילות, צריכת החשמל ויכולת האנטי-הפרעות של CMOS עדיפים בהרבה על TTL. אבל! מעט ידוע הוא שבתדר מיתוג גבוה, סדרת CMOS למעשה צורכת יותר חשמל מאשר TTL. באשר למה זה המקרה, אנא שאל את תיאוריית הפיזיקה של מוליכים למחצה.

מכיוון שמתח העבודה של CMOS יכול להיות קטן מאוד כיום, חלק מליבות FPGA אפילו עובדות במתח הקרוב ל-1.5V, מה שהופך את סבילות הרעש בין רמות לקטנה בהרבה מ-TTL, ובכך מחמירה את שגיאת השיפוט של האות הנגרמת כתוצאה מתנודת מתח. כפי שכולנו יודעים, עכבת הכניסה של מעגל CMOS גבוהה מאוד. לכן, קיבול הצימוד שלו יכול להיות קטן מאוד, ללא שימוש בקבל אלקטרוליטי גדול.

מכיוון שלמעגלי CMOS יש בדרך כלל יכולת נהיגה חלשה, יש לבצע המרת TTL לפני הפעלת מעגלי ECL. בנוסף, בעת תכנון מעגל ממשק CMOS, עלינו לשים לב להימנע מהעומס הקיבולי כבד מדי, אחרת זה יאט את זמן העלייה ויגדיל את צריכת החשמל של התקן הנהיגה (מכיוון שעומס קיבולי אינו צורך חשמל).

זה חבר ותיק של מערכת המחשב! מכיוון שהמהירות שלו "רץ" מספיק מהר, הוא יכול אפילו לרוץ למאות מגה-הרץ! הסיבה לכך היא שה-BJT בתוך ECL אינו רווי כאשר הוא מופעל, כך שניתן להפחית את זמן ההפעלה והכיבוי של BJT, ולהעלות את מהירות העבודה באופן טבעי.

אבל, זה כדי לשלם את המחיר! הפציעה הקטלנית שלו: צריכת חשמל גבוהה! כדאי לקחת בחשבון את ה-EMI שנגרם ממנו, ויכולת האנטי-הפרעות לא טובה בהרבה. אם מישהו יכול להתפשר על שני הגורמים האלה, אז הוא (היא) צריך להרוויח הון. כמו כן, יש לציין שהמעגל המשולב הכללי של ECL זקוק לאספקת חשמל שלילית, כלומר מתח המוצא שלו שלילי, ולכן יש צורך במעגל הסטת רמה מיוחד.

אין מי שלא יודע את יסודות הטכנולוגיה האלקטרונית (אלא אם כן הוא או היא רק "הדיוט" בטכנולוגיה האלקטרונית). זהו תקן ממשק תקשורת טורית במהירות נמוכה. יש לציין שסטנדרט הרמה שלו קצת "לא נורמלי": הרמה הגבוהה היא -12V, ואילו הרמה הנמוכה היא +12V. לכן, כאשר אנו מנסים לתקשר עם ציוד היקפי דרך מחשבים, שבב MAX232 משתנה באופן טבעי הוא הכרחי. אבל עלינו להיות מודעים לחסרונות שלו, כמו מהירות העברת נתונים איטית ומרחק שידור קצר.

הוא משתמש במתח המוצא היחסי (uA-uB) של זוג מסופים A ו-B כדי לייצג את האות. בדרך כלל, אות דיפרנציאלי זה יעבור בסביבת רעש מורכבת במהלך שידור האות, וכתוצאה מכך בעצם אותה כמות רעש בשני הקווים, והאנרגיה של הרעש תבוטל בקצה המקבל, כך שהוא יכול לממש מרחקים ארוכים ו תיבת הילוכים במהירות גבוהה. ממשק RS-485, הנפוץ בתעשייה, מאמץ מצב שידור דיפרנציאלי, ויש לו יכולת הפרעה טובה נגד מצב נפוץ.

צימוד אופטו-אלקטרוני משתמש באות אופטי כאמצעי למימוש הצימוד והשידור של אותות חשמליים. ה"יתרון" שלו הוא שהוא יכול לממש בידוד חשמלי, ולכן יש לו יכולת אנטי-הפרעות מעולה. בתנאי של תדר הפעלה גבוה, רק מעגל ממשק בידוד פוטואלקטרי מהיר יכול לענות על הצרכים של העברת נתונים.

לפעמים, על מנת לממש את השליטה במתח גבוה וזרם גבוה, עלינו לתכנן ולהשתמש במעגל ממשק הבידוד האופטי לחיבור מעגלי TTL או CMOS אלה עם רמה נמוכה וזרם נמוך כפי שהוזכר לעיל, מכיוון שלולאת הכניסה ולולאת הפלט של ממשק הבידוד האופטי יכול לשאת מתח גבוה של כמה אלפי וולט, וזה מספיק ליישומים כלליים.

בנוסף, חלק הקלט וחלק היציאה של ממשק הבידוד האופטי חייבים לאמץ אספקת חשמל עצמאית בהתאמה, אחרת, עדיין יהיה חיבור חשמלי, שאינו נקרא בידוד.

מאפייני הבידוד החשמלי שלו טובים, אך רוחב הפס המותר של האות מוגבל. לדוגמה, צימוד שנאי, יעילות העברת הכוח שלו גבוהה מאוד, והספק המוצא שלו קרוב בעצם להספק המבוא שלו. לכן, עבור שנאי מדרגה, יכול להיות לו מתח מוצא גבוה יותר, אבל הוא יכול רק לתת זרם נמוך יותר.

בנוסף, מאפייני התדר הגבוה והתדר הנמוך של השנאי אינם אופטימיים, אך התכונה הגדולה ביותר שלו היא שהוא יכול לממש טרנספורמציה של עכבה. בהתאמה נכונה, העומס יכול להשיג מספיק כוח. לכן, ממשק הצימוד של השנאי פופולרי מאוד בעיצוב מעגל מגבר הספק.