Tabel 1

ttl_tabel1

TTL-ingångar

Eftersom de olika familjerna och kategorierna måste vara ömsesidigt kompatibla kan det dock antas att tröskelvärden för ingångsspänningar är gemensamma för de olika familjerna. Det vill säga endast om spänningen vid en TTL-ingång är större än 2 V, kommer den att detekteras av kretsen med säkerhet som "hög", och för att med säkerhet registreras som "låg", måste spänningen vara under 0, 8 V. Det finns således ett "förbjudet" intervall mellan 0,8 och 2,0 V, där tillståndet för TTL-kretsen är obestämd. Men de olika familjerna laddar signalkällan annorlunda. Ingången från den vanligaste familjen (74LS) kommer att ha en ingångsström på ca. 20 mA, i högt läge och vid -0,4 mA i lågt. (Det negativa värdet indikerar att strömmen flyter ut ur kretsen).

FIKON. 1 visar ett exempel på hur en switch kan anslutas till en TTL-ingång. Här är nivån hög när omkopplaren är öppen och låg när den är stängd. Det avgörande här är att omkopplaren, när den är ansluten, kan leda den nuvarande IIL på max –0,4 mA (se tabell 2) till 0 V. När omkopplaren är öppen måste TTL-ingången vara i högt läge. För detta krävs endast IIH på 20 mA, som tillhandahålls av "pull-up" -motståndet: RP, vilket uppnås med ett motstånd på cirka 100 kW, men för att säkerställa god brusimmunitet.

 

Tabel 2 

ttl_tabel2

FIKON. 2 visar hur det är möjligt att läsa signaler från vissa typer av PLC-utgångar eller signaler från reläautomation där det inte finns tillgång till en potentialfri switch. Här måste TTL-ingången vara hög när spänningen finns i spänningsutgången (ansluten K) och låg när spänningen inte är närvarande (K frånkopplad). För att säkerställa att spänningen vid TTL-ingången är under 0,8 V när K kopplas bort måste RS därför kunna dra maximalt -0,4 mA ur TTL-ingången. Därför måste RS vara högst 0,8 / 0,4 kW = 2 kW, men för att säkerställa en god ljudmarginal väljer du här istället: RS = 1 kW. TTL-ingången måste vara mellan 2,0 V och 5 V när K är ansluten. Om du väljer att det ska vara ungefär 4 V och väljer att bortse från 20 mA som TTL-ingången drar i högt läge, kan vi räkna med samma ström som rinner genom RF och RS. Hur stor RF måste vara beror på storleken på spänningsutgången. Om VE t.ex. är 12 V, då är spänningen över RF 8 V, så RF bör vara:

I allmänhet är RF i fig. 2 hittas med formeln:

I allmänhet är RF i fig. 2 hittas med formeln:

Till exempel, om VE är 5 V, kan RF utelämnas (RF = 0 W) - men observera att RS måste användas. Ett vanligt misstag är faktiskt att använda VE = 5 V, RF = 0 W och utelämna RS. Resultatet är att TTL-ingången läser en hög nivå även om K är frånkopplad. Det är viktigt att komma ihåg att en okopplad TTL-ingång kommer att läsas som ett tillstånd.

 

TTL-utgångar

För utgången från en standardkrets i 74LS-familjen visar specifikationerna i tabellerna 1 och 2 att när utgången är i "lågt" tillstånd, kommer utgångsspänningen inte att överstiga 0,4 V när utgångsströmmen är 4 mA (strömriktning mot kretsen) och i det "höga" tillståndet kommer utspänningen att vara minst 2,7 V när utgångsströmmen är -0,4 mA (riktning ut ur kretsen). Med andra ord kan kretsen leverera en mycket större effekt till en extern krets i det låga tillståndet än i högt tillstånd. Därför bör en last anslutas mellan utgången och + 5V som visas i fig. Tabell 2 visar att VOL typiskt är 0,25 V eller 0,35 V vid en belastning på respektive 4 mA. dvs om kretsen drar 4 mA genom RL är spänningen över RL typiskt 4,75 V och 4,65 V vid 8 mA. Detta motsvarar att RL i de två fallen är 1,19 kW respektive 581 W. Om standard 74-serien används istället för 74LS-serien kan man förvänta sig att köra upp till 16 mA från TTL-utgången.

För att driva större belastningar från en TTL-utgång, till exempel, en transistor som visas i FIG. 4. Med R1 = 680 W, R2 = 680 W och R3 = 470 W kan en transistor såsom typ 2N2222 t.ex. Kör upp till 100 mA genom reläspolen. I praktiken är det vanligtvis bättre att använda speciella förarkretsar som är speciellt lämpade för detta ändamål. Se t.ex. typ ULN2003.

ttl_fig4

I 74LS-familjen finns det emellertid också en speciell kategori av kretsar (buffertar) som kan ge större uteffekt än de vanliga 74LS-typerna. Vid samma utgångsspänningar kan bufferttyperna leverera 24 mA i lågt och -15 mA i högt läge. Ett exempel på en krets i kategorin "buffertar" är typen: 74LS244, som används på nästan alla kort med TTL-kompatibla utgångar, som vi beskriver i detta kapitel. För att bestämma vilken kategori det är, är det nödvändigt att läsa bruksanvisningen.

 

Tri-state

Tri-state "används för en utgång som kan anta 3 olika lägen: hög (1), låg (0) och" hög impedans "(Z), där utgången i hög- och lågläge fungerar som en normal TTL-utgång medan" hög impedans ”fungerar som om anslutningen till utgången kopplas bort. En "tri-state" -utgång används när det finns behov av flera grindar för att kunna leverera en utsignal till samma utgång - t.ex. till bussen i en dator. En separat styringång på chipet styr Z-läget. Exempel på TTL-kretsar med tri-state-utgångar är 74LS125, 74LS126, 74LS373, 74LS374, 74LS620 och 74LS623.

 

Öppen samlare

Öppna kollektorutgångar kan anta två lägen: låg (0) och "hög impedans" (Z). Z-läget visas istället för läget 1. Detta innebär att strömmen endast flyter vid utgången när den är låg (0) och strömriktningen är in i kretsen. Kretsen kan således driva ström genom en extern belastning till den positiva matningsspänningen.

Exempel på TTL-kretsar med öppna kollektorutgångar är 74LS05, 74LS16, 74LS17, 74LS156 och 74LS157.

 

CMOS

De två mest använda CMOS-familjerna är ”40-serien” och ”74C-serien” (som, när det gäller logik- och benanslutningar, motsvarar liknande typer i 74-TTL-serien). CMOS-logik kan vanligtvis användas med matningsspänningar (VCC) från 5 V till 15 V och de använder mycket mindre statisk effekt (vanligtvis 0,01 mW per grind) än TTL - men har längre förseningar än TTL.

ttl_fig567

Medan TTL-parametrar kan förväntas följa värdena som är karakteristiska för de olika familjerna, kan det finnas markanta skillnader mellan olika typer av CMOS-kretsar. Därför kan det vara nödvändigt att studera data för de enskilda typerna om det finns behov av att utforma gränssnittskretsar för CMOS-ingångar och -utgångar. Observera t.ex. att överföringskarakteristiken i fig. 5 visar hur nära 0 eller VCC ingångsspänningen till en CMOS-ingång måste vara för att den med säkerhet kan uppfattas som "hög" respektive "låg". Å andra sidan är ingångsimpedansen så hög (vanligtvis 1012W.) Att man i praktiken kan bortse från ingångsströmmen. En okopplad CMOS-ingång är vanligtvis i ett instabilt tillstånd. Därför måste oanvända CMOS-ingångar alltid vara anslutna till 0 eller VCC.

Fig. 6 och Fig. 7 visar lastegenskaper för en typisk CMOS-grind i "låga" respektive "höga" tillstånd. Observera att utgångsspänningar i avlastat läge kan antas vara 0 eller VCC för lågt och högt läge, så det är ganska enkelt att utforma gränssnitt för CMOS-utgångar. Vid lastning med utgångsströmmar, värden från fig. 6 och 7, och om strömmarna endast är några få mA, kan det vara bekvämt att beräkna utgångens inre motstånd, vilket genom att bedöma lutningen i fig. 6 kan ses att vara ungefär 120 W vid 15 V tillförsel och 400 W vid 5 V. På liknande sätt visar fig. 7 ca 200 W vid 15 V strömförsörjning och 600 W vid 5 V. Webbplatsen visar också hur drivrutiner för andra laster är konstruerade, men även här är det lättare att använda en speciell drivkrets. Se t.ex. typ ULN2003 för CMOS med 5V tillförsel eller ULN2004 för CMOS med tillförsel från 6 till 15 V

CMOS i 4000-serien kan inte omedelbart kombineras med TTL-kretsar. Emellertid är speciella buffertkretsar av typen CD4049 och CD4050 avsedda för gränssnitt med TTL.