Tabel 1

ttl_tabel1

TTL-innganger

Ettersom de forskjellige familiene og kategoriene må være gjensidig kompatible, kan det imidlertid antas at terskelverdier for inngangsspenninger er felles for de forskjellige familiene. Det vil si at bare hvis spenningen ved en TTL-inngang er større enn 2 V, så vil den bli oppdaget av kretsen med sikkerhet som "høy", og for med sikkerhet bli registrert som "lav", må spenningen være under 0, 8 V. Det er således et "forbudt" område mellom 0,8 og 2,0 V, der tilstanden til TTL-kretsen er ubestemt. Imidlertid laster de forskjellige familiene signalkilden annerledes. Inngangen til den vanligste familien (74LS) vil ha en inngangsstrøm på ca. 20 mA, i høy modus og ved -0,4 mA i lav. (Den negative verdien indikerer at strømmen strømmer ut av kretsen).

FIG. 1 viser et eksempel på hvordan en bryter kan kobles til en TTL-inngang. Her er nivået høyt når bryteren er åpen og lav når den er lukket. Det avgjørende her er at bryteren, når den er tilkoblet, er i stand til å lede den nåværende IIL på maks –0,4 mA (se tabell 2) til 0 V. Når bryteren er åpen, må TTL-inngangen være i høy modus. For dette er det bare IIH på 20 mA som kreves, som leveres av "pull-up" -motstanden: RP, som oppnås med en motstand på ca. 100 kW, men for å sikre god støyimmunitet.

 

Tabel 2 

ttl_tabel2

FIG. 2 viser hvordan det er mulig å lese signaler fra visse typer PLS-utganger eller signaler fra reléautomatisering der det ikke er tilgang til en potensiellfri kontakt. Her må TTL-inngangen være høy når spenningen er til stede ved spenningsutgangen (K tilkoblet) og lav når spenningen ikke er til stede (K koblet ut). For å sikre at spenningen ved TTL-inngangen er under 0,8 V når K kobles fra, må RS derfor være i stand til å trekke maksimalt -0,4 mA ut av TTL-inngangen. Derfor må RS være på det høyeste 0,8 / 0,4 kW = 2 kW, men for å sikre god støymargin, velg her i stedet: RS = 1 kW. TTL-inngangen må være mellom 2,0 V og 5 V når K er tilkoblet. Hvis du velger at det skal være omtrent 4 V og velger å se bort fra 20 mA som TTL-inngangen trekker i høy modus, kan vi stole på den samme strømmen som strømmer gjennom RF og RS. Hvor stor RF må være avhenger av størrelsen på spenningsutgangen. Hvis VE f.eks. er 12 V, da er spenningen over RF 8 V, så RF skal være:

Generelt er RF på fig. 2 er funnet ved formelen:

Generelt er RF på fig. 2 er funnet ved formelen:

For eksempel, hvis VE er 5 V, kan RF utelates (RF = 0 W) - men vær oppmerksom på at RS må brukes. En vanlig feil er faktisk å bruke VE = 5 V, RF = 0 W og utelate RS. Resultatet er at TTL-inngangen leser et høyt nivå selv om K er koblet fra. Det er viktig å huske på at en ikke tilkoblet TTL-inngang vil bli lest som en tilstand.

 

TTL-utganger

For utgangen til en standardkrets i 74LS-familien, viser spesifikasjonene i tabell 1 og 2 at når utgangen er i "lav" tilstand, vil utgangsspenningen ikke overstige 0,4 V når utgangsstrømmen er 4 mA (strømretning mot kretsen) og i "høy" tilstand vil utgangsspenningen være minst 2,7 V når utgangsstrømmen er -0,4 mA (retning ut av kretsen). Med andre ord kan kretsen levere en langt større effekt til en ekstern krets i lav tilstand enn den kan i høy tilstand. Derfor bør en last kobles mellom utgangen og + 5V som vist på fig. Tabell 2 viser at VOL typisk er 0,25 V eller 0,35 V ved en belastning på henholdsvis 4 eller 8 mA. Dvs hvis kretsen trekker 4 mA gjennom RL, er spenningen over RL typisk 4,75 V og 4,65 V ved 8 mA. Dette tilsvarer at RL i de to tilfellene er henholdsvis 1,19 kW og 581 W. Hvis standard 74-serien brukes i stedet for 74LS-serien, kan det forventes at den kjører opptil 16 mA fra TTL-utgangen.

For å drive større belastninger fra en TTL-utgang, for eksempel en transistor som vist på fig. 4. Med R1 = 680 W, R2 = 680 W og R3 = 470 W, kan en transistor som type 2N2222 f.eks. Kjør opp til 100 mA gjennom reléspolen. I praksis er det vanligvis bedre å bruke spesielle førerkretser som er spesielt egnet for dette formålet. Se f.eks. type ULN2003.

ttl_fig4

 

Tri-state

Tri-state "brukes for en utgang som kan anta 3 forskjellige modus: høy (1), lav (0) og" høy impedans "(Z), der utgangen i høy og lav modus fungerer som en normal TTL-utgang mens" høy impedans ”fungerer som om tilkoblingen til utgangen er koblet fra. En "tri-state" -utgang brukes når det er behov for flere porter for å kunne levere et utgangssignal til samme utgang - f.eks. til bussen på en datamaskin. En separat styreinngang på brikken styrer Z-modus. Eksempler på TTL-kretser med tri-state utganger er 74LS125, 74LS126, 74LS373, 74LS374, 74LS620 og 74LS623.

 

Åpen samler

Åpne samler - utgangene kan anta to modus: lav (0) og "høy impedans" (Z). Z-modus vises i stedet for 1-modus. Dette betyr at strøm bare strømmer ved utgangen når den er lav (0) og strømretningen er inn i kretsen. Kretsen kan dermed føre strøm gjennom en ekstern belastning til den positive forsyningsspenningen.

Eksempler på TTL-kretser med åpne samlerutganger er 74LS05, 74LS16, 74LS17, 74LS156 og 74LS157.

 

CMOS

De to mest brukte CMOS-familiene er “40-serien” og “74C-serien” (som, når det gjelder logikkfunksjon og benforbindelser, tilsvarer lignende typer i 74-TTL-serien). CMOS-logikk kan vanligvis brukes med forsyningsspenning (VCC) fra 5 V til 15 V, og de bruker mye mindre statisk effekt (typisk 0,01 mW per gate) enn TTL - men har lengre forsinkelser enn TTL.

ttl_fig567

Mens TTL-parametere kan forventes å overholde verdiene som er karakteristiske for de forskjellige familiene, kan det være markante forskjeller mellom forskjellige typer CMOS-kretser. Derfor kan det være nødvendig å studere data for de enkelte typene hvis det er behov for å designe grensesnittkretser for CMOS innganger og utganger. Legg merke til f.eks. at overføringskarakteristikken på fig. 5 viser hvor nær 0 eller VCC inngangsspenningen til en CMOS-inngang må være for at den med sikkerhet kan oppfattes som henholdsvis “høy” eller “lav”. På den annen side er inngangsimpedansen så høy (typisk 1012W.) At i praksis kan man se bort fra inngangsstrømmen. En ikke tilkoblet CMOS-inngang vil vanligvis være i ustabil tilstand. Derfor må ubrukte CMOS-innganger alltid være koblet til 0 eller VCC.

Fig. 6 og fig. 7 viser lastegenskaper for en typisk CMOS-port i henholdsvis "lav" og "høy" modus. Merk at utgangsspenninger i ubelastet modus kan antas å være 0 eller VCC for lav og høy modus, så det er ganske enkelt å designe grensesnitt for CMOS-utganger. Ved lasting med utgangsstrømmer, vil verdier fra fig. 6 og 7, og hvis strømningene bare er noen få mA, kan det være praktisk å beregne den interne motstanden til utgangen, som ved å vurdere skråningen i fig. 6 kan sees å være omtrent 120 W ved 15 V tilførsel og 400 W ved 5 V. Tilsvarende viser fig. 7 ca 200 W ved 15 V forsyning og 600 W ved 5 V. Nettstedet viser også hvordan drivere for andre laster er designet, men også her er det lettere å bruke en spesiell driverkrets. Se f.eks. type ULN2003 for CMOS med 5V forsyning eller ULN2004 for CMOS med forsyning fra 6 til 15 V

CMOS i 4000-serien kan ikke umiddelbart kombineres med TTL-kretser. Spesielle bufferkretser av typene CD4049 og CD4050 er imidlertid beregnet for grensesnitt mot TTL.