Zoals we weten, kunnen er enkele problemen optreden bij de gegevensuitwisseling tussen de submodules van het circuitsysteem, wat kan leiden tot een abnormale en hoogwaardige "circulatie" van signalen. Soms is bijvoorbeeld de werkvolgorde van de submodules van het circuit anders (zoals CPU en randapparatuur) of zijn hun signaaltypen verschillend (zoals sensoren die optische signalen detecteren). Op dit moment moeten we overwegen dit probleem goed aan te pakken via overeenkomstige interfacemethoden.

De volgende kernpunten van zeven veelgebruikte interfacetypes bij het ontwerpen van circuits worden uitgelegd:

Dit interfacetype is eigenlijk een cliché, toch? Sinds ik op de universiteit analoge circuits en digitale circuits heb gestudeerd, kan de TTL-niveau-interface niet meer los worden gezien van het algemene circuitontwerp. De snelheid is over het algemeen beperkt tot 30 MHz, wat komt doordat er verschillende pF-ingangscondensatoren aan de ingang van BJT zitten (die een LPF vormen). Als het ingangssignaal een bepaalde frequentie overschrijdt, gaat het signaal "verloren". Het aandrijfvermogen bedraagt ​​doorgaans tientallen milliampère. Over het algemeen is de normale signaalspanning hoog. Als het zich dicht bij het ECL-circuit met een lage signaalspanning bevindt, zal dit een duidelijk overspraakprobleem veroorzaken.

Het is ons niet vreemd en we hebben er vaak mee te maken. Sommige halfgeleiderkenmerken over CMOS behoeven hier niet te worden verwoord. Zoals veel mensen weten zijn het stroomverbruik en de anti-interferentiecapaciteit van CMOS onder normale omstandigheden veel beter dan die van TTL. Maar! Weinig bekend is dat CMOS-series bij een hoge schakelfrequentie feitelijk meer stroom verbruiken dan TTL. Waarom dit het geval is, kunt u vragen aan de halfgeleiderfysica-theorie.

Omdat de werkspanning van CMOS momenteel erg klein kan zijn, werken sommige FPGA-kernen zelfs op een spanning van bijna 1.5 V, waardoor de ruistolerantie tussen niveaus veel kleiner is dan die van TTL, waardoor de signaalbeoordelingsfout veroorzaakt door spanningsschommelingen wordt verergerd. Zoals we allemaal weten, is de ingangsimpedantie van het CMOS-circuit erg hoog. Daarom kan de koppelcapaciteit erg klein zijn, zonder gebruik te maken van een grote elektrolytische condensator.

Omdat CMOS-circuits doorgaans een zwak aanstuurvermogen hebben, moet TTL-conversie worden uitgevoerd voordat ECL-circuits worden aangestuurd. Bovendien moeten we er bij het ontwerpen van een CMOS-interfacecircuit op letten dat de capacitieve belasting niet te zwaar is, anders zal dit de stijgtijd vertragen en het stroomverbruik van het aandrijfapparaat verhogen (omdat capacitieve belasting geen stroom verbruikt).

Dit is een oude vriend van het computersysteem! Omdat de snelheid snel genoeg "loopt", kan deze zelfs oplopen tot honderden MHz! Dit komt omdat de BJT in de ECL niet verzadigd is wanneer deze wordt ingeschakeld, zodat de in- en uitschakeltijd van BJT kan worden verkort en de werksnelheid uiteraard kan worden verhoogd.

Maar dit is om de prijs te betalen! Zijn fatale verwonding: hoog stroomverbruik! De daardoor veroorzaakte EMI is het overwegen waard, en het anti-interferentievermogen is niet veel beter. Als iemand deze twee factoren kan compromitteren, dan zou hij (zij) een fortuin moeten verdienen. Er moet ook worden opgemerkt dat de algemene ECL-geïntegreerde schakeling een negatieve voeding nodig heeft, dat wil zeggen dat de uitgangsspanning negatief is, dus een speciaal niveauverschuivingscircuit is nodig.

Er is niemand die de basisprincipes van elektronische technologie niet kent (tenzij hij of zij slechts een "lek" op het gebied van elektronische technologie is). Het is een interfacestandaard voor seriële communicatie op lage snelheid. Opgemerkt moet worden dat de niveaustandaard een beetje "abnormaal" is: het hoge niveau is -12V, terwijl het lage niveau +12V is. Dus als we via computers met randapparatuur proberen te communiceren, is een niveauverschuivende chip MAX232 natuurlijk onmisbaar. Maar we moeten ons bewust zijn van de tekortkomingen ervan, zoals een trage datatransmissiesnelheid en een korte transmissieafstand.

Het gebruikt de relatieve uitgangsspanning (uA-uB) van een paar aansluitingen A en B om het signaal weer te geven. Over het algemeen zal dit differentiële signaal tijdens de signaaloverdracht door een complexe ruisomgeving gaan, wat in principe resulteert in dezelfde hoeveelheid ruis op beide lijnen, en de energie van de ruis zal worden geannuleerd aan de ontvangende kant, zodat het lange afstanden en transmissie met hoge snelheid. De RS-485-interface, die vaak in de industrie wordt gebruikt, maakt gebruik van de differentiële transmissiemodus en heeft een goed anti-common mode-interferentievermogen.

Opto-elektronische koppeling gebruikt een optisch signaal als medium om de koppeling en transmissie van elektrische signalen te realiseren. Het "voordeel" is dat het elektrische isolatie kan realiseren, dus het heeft een uitstekend anti-interferentievermogen. Onder de voorwaarde van een hoge werkfrequentie kan alleen een snelle foto-elektrische isolatie-interfaceschakeling voldoen aan de behoeften van datatransmissie.

Om de controle van hoge spanning en hoge stroom te realiseren, moeten we soms het optische isolatie-interfacecircuit ontwerpen en gebruiken om deze TTL- of CMOS-circuits met laag niveau en lage stroom aan te sluiten, zoals hierboven vermeld, omdat de ingangslus en de uitgangslus van de optische isolatie-interface kan een hoge spanning van enkele duizenden volt verdragen, wat voldoende is voor algemene toepassingen.

Bovendien moeten het invoergedeelte en het uitvoergedeelte van de optische isolatie-interface respectievelijk een onafhankelijke stroomvoorziening aannemen, anders zal er nog steeds een elektrische verbinding zijn, wat geen isolatie wordt genoemd.

De elektrische isolatie-eigenschappen zijn goed, maar de toegestane signaalbandbreedte is beperkt. Bij transformatorkoppeling is de efficiëntie van de vermogensoverdracht bijvoorbeeld erg hoog en ligt het uitgangsvermogen in principe dicht bij het ingangsvermogen. Daarom kan een step-uptransformator een hogere uitgangsspanning hebben, maar alleen een lagere stroom.

Bovendien zijn de hoogfrequente en laagfrequente kenmerken van de transformator niet optimistisch, maar het grootste kenmerk is dat deze impedantietransformatie kan realiseren. Als de belasting goed op elkaar is afgestemd, kan deze voldoende stroom verkrijgen. Daarom is de koppelinterface van de transformator erg populair bij het ontwerp van een eindversterkercircuit.