ご存知のとおり、回路システムのサブモジュール間のデータ交換に問題が発生する可能性があり、それが異常で高品質な信号の「循環」を引き起こす可能性があります。たとえば、回路のサブモジュールの動作シーケンスが異なる (CPU と周辺機器など) 場合や、それらの信号タイプが異なる (光信号を検出するセンサーなど) 場合があります。現時点では、対応するインターフェイスメソッドを通じてこの問題にうまく対処することを検討する必要があります。

回路設計で一般的に使用される 7 つのインターフェイス タイプの次の重要なポイントについて説明します。

このインターフェイスの種類は基本的に決まり文句ですよね。大学でアナログ回路とデジタル回路を学んで以来、TTLレベルのインターフェースは一般的な回路設計から切り離すことができません。その速度は通常 30MHz に制限されます。これは、BJT の入力に数 pF の入力コンデンサがある (LPF を形成している) ためです。入力信号が特定の周波数を超えると、信号が「失われます」。その駆動能力は通常最大数十ミリアンペアです。一般に、通常の信号電圧は高いです。信号電圧が低い ECL 回路に近いと、明らかなクロストークの問題が発生します。

私たちはこの問題に慣れているわけではなく、頻繁にそれに対処しています。 CMOS に関する一部の半導体機能については、ここで説明する必要はありません。多くの人が知っているように、通常の状況では、CMOS の消費電力と干渉防止能力は TTL よりもはるかに優れています。しかし！スイッチング周波数が高い場合、CMOS シリーズは実際には TTL よりも多くの電力を消費することはあまり知られていません。なぜそうなるのかについては、半導体物理理論に聞いてください。

現在、CMOS の動作電圧は非常に低いため、一部の FPGA コアは 1.5V に近い電圧でも動作します。これにより、レベル間のノイズ耐性が TTL よりもはるかに小さくなり、電圧変動によって引き起こされる信号判定エラーが悪化します。ご存知のとおり、CMOS 回路の入力インピーダンスは非常に高くなります。したがって、大きな電解コンデンサを使用することなく、カップリング容量を非常に小さくすることができます。

通常、CMOS回路は駆動能力が弱いため、ECL回路を駆動する前にTTL変換を行う必要があります。また、CMOSインターフェース回路を設計する際には、容量性負荷が重くなりすぎないように注意する必要があります。重くなりすぎると、立ち上がり時間が遅くなり、駆動デバイスの消費電力が増加します（容量性負荷は電力を消費しないため）。

これはコンピュータ システムの古い友人です。その速度は十分に高速に「実行」されるため、数百 MHz まで実行することもできます。これは、ECL 内の BJT がオン時に飽和しないため、BJT のターンオンおよびターンオフ時間が短縮され、自然に動作速度が向上します。

しかし、これは代償を払うことになります！致命傷: 消費電力が大きい!それによって引き起こされる EMI については考慮する価値があり、耐干渉能力はそれほど優れたものではありません。もし誰かがこれら 2 つの要素を妥協することができれば、彼 (彼女) は富を築くことができるはずです。一般的なECL集積回路は負の電源、つまり出力電圧が負であるため、特別なレベルシフト回路が必要であることにも注意してください。

電子技術の基本を知らない人はいません (電子技術の単なる「素人」でない限り)。低速シリアル通信インターフェースの規格です。なお、そのレベル基準は少し「異常」で、ハイレベルが-12V、ローレベルが+12Vとなっています。したがって、コンピュータを介して周辺機器と通信しようとすると、当然レベルシフトチップ MAX232 が不可欠になります。ただし、データ通信速度が遅い、通信距離が短いなどの欠点があることに注意する必要があります。

端子 A と B のペアの相対出力電圧 (uA-uB) を使用して信号を表します。一般に、この差動信号は信号伝送中に複雑なノイズ環境を通過するため、両方のラインに基本的に同じ量のノイズが発生し、そのノイズのエネルギーは受信側で打ち消されるため、長距離伝送と伝送を実現できます。高速伝送。業界で一般的に使用されている RS-485 インターフェイスは差動伝送モードを採用しており、優れた対コモンモード干渉能力を備えています。

光電子結合は、光信号を媒体として使用し、電気信号の結合と伝送を実現します。その「利点」は、電気的な絶縁を実現できるため、優れた耐干渉能力を備えていることです。高い動作周波数の条件下では、高速光電絶縁インターフェース回路のみがデータ伝送のニーズを満たすことができます。

場合によっては、高電圧および大電流の制御を実現するために、これらの TTL または CMOS 回路を低レベルおよび低電流で接続する光絶縁インターフェース回路を設計および使用する必要があります。光絶縁インターフェースは数千ボルトの高電圧に耐えることができ、一般的なアプリケーションには十分です。

さらに、光絶縁インターフェースの入力部と出力部はそれぞれ独立した電源を採用する必要があります。そうしないと、電気的に接続されたままになりますが、これは絶縁とは呼ばれません。

電気的絶縁特性は良好ですが、許容される信号帯域幅は制限されています。たとえば、トランス結合では、電力伝送効率が非常に高く、出力電力は基本的に入力電力に近くなります。したがって、昇圧トランスの場合、出力電圧は高くなりますが、供給できる電流は低くなります。

また、トランスの高周波特性、低周波特性は楽観的ではありませんが、インピーダンス変換が実現できることが最大の特徴です。適切にマッチングすると、負荷は十分な電力を得ることができます。したがって、トランスの結合インターフェースはパワーアンプ回路の設計において非常に一般的です。