Logik-Ebenen
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TTL-Logikpegel
Die meisten Systeme, die wir verwenden, arbeiten entweder mit 3,3 V oder 5 V TTL-Pegeln. TTL ist ein Akronym für Transistor-Transistor-Logik. Sie beruht auf Schaltungen, die aus bipolaren Transistoren aufgebaut sind, um Schaltvorgänge zu erreichen und logische Zustände zu erhalten. Transistoren sind im Grunde genommen der Fachausdruck für elektrisch gesteuerte Schalter. Für jede Logikfamilie gibt es eine Reihe von Schwellenspannungspegeln, die man kennen muss. Nachfolgend ein Beispiel für Standard 5V TTL-Pegel:
VOH — Minimaler AUSGANGsspannungspegel, den ein TTL-Baustein für ein HIGH-Signal bereitstellt.
VIH — Minimaler EINGANGsspannungspegel, um als HIGH zu gelten.
VOL — Maximaler AUSGANGsspannungspegel, den ein Baustein für ein LOW-Signal bereitstellt.
VIL — Maximaler EINGANGSSPANNUNGSPEGEL, um noch als LOW zu gelten.
Sie werden feststellen, dass die minimale Ausgangs-HIGH-Spannung (VOH) 2,7 V beträgt. Grundsätzlich bedeutet dies, dass die Ausgangsspannung des Gerätes, das HIGH treibt, immer mindestens 2,7 V beträgt. Die minimale Eingangs-HIGH-Spannung (VIH) beträgt 2 V, oder im Grunde genommen wird jede Spannung, die mindestens 2 V beträgt, als logische 1 (HIGH) in einen TTL-Baustein eingelesen.
Sie werden auch feststellen, dass zwischen dem Ausgang eines Bausteins und dem Eingang eines anderen Bausteins ein Puffer von 0,7 V besteht. Dies wird manchmal als Rauschspanne bezeichnet.
Auch die maximale Ausgangs-LOW-Spannung (VOL) beträgt 0,4 V. Das bedeutet, dass ein Gerät, das versucht, eine logische 0 auszusenden, immer unter 0,4 V liegen wird. Die maximale Eingangs-LOW-Spannung (VIL) beträgt 0,8 V. Jedes Eingangssignal, das unter 0,8 V liegt, wird also immer noch als logische 0 (LOW) betrachtet, wenn es in das Gerät eingelesen wird.
Was passiert, wenn Sie eine Spannung zwischen 0,8 V und 2 V haben? Nun, Ihre Vermutung ist so gut wie meine. Ehrlich gesagt, ist dieser Spannungsbereich undefiniert und führt zu einem ungültigen Zustand, der oft als „Floating“ bezeichnet wird. Wenn ein Ausgangspin an Ihrem Gerät in diesem Bereich „schwebt“, gibt es keine Gewissheit darüber, was das Signal ergibt. Es kann willkürlich zwischen HIGH und LOW hin und her springen.
Hier ist eine weitere Möglichkeit, die Eingangs-/Ausgangstoleranzen für ein generisches TTL-Gerät zu betrachten.
