TTL, nebo ... trochu elektronické pravěku
Vývoj digitální technologie si vynutil změnu napěťových standardů, ve kterých nově vyráběné integrované obvody fungují. Po mnoho let byl systém TTL standardem téměř pro všechny digitální elektroniky - jak jednoduché logické brány, tak v té době nejsložitější mikroprocesory, fungující za předpokladu, že nízká úroveň (L) byla signalizována napětím od 0 V do 0,4 V , a vysoký stav (H) - od 2,7 V do 5,5 V. Značná asymetrie vyplynula přímo z konstrukce vstupních a výstupních obvodů těchto systémů, založených na klasických bipolárních tranzistorech (stejně jako speciálních multi-emitorových tranzistorech, které však , se neliší svými základními parametry od jednotlivých struktur BJT).
Prahové hodnoty a okraje napětí ve standardu TTL
Za zmínku stojí, že výše uvedené logické úrovně se týkaly výstupních signálů - vstupy mohly pracovat v širším rozsahu, respektive 0..0,8 V (L) a 2..5 V (H). Rozdíl mezi odpovídajícími limity je tzv spínací marže - jeho relativně velká šířka umožňovala spolehlivou spolupráci jednoho výstupu s mnoha vstupy, což - spotřebovávání určitého nenulového stejnosměrného proudu - způsobilo jeho zatížení a ve výsledku - posunutí skutečného napětí na dané lince směrem k „středu "rozsahu. Pro správnou funkci celého systému bylo požadováno, aby na žádném digitálním napěťovém vedení - v žádném případě - hodnoty nepřekračovaly rozsah přijatelných vstupních napětí. Skutečná prahová hodnota spínání se tedy pohybovala někde mezi 0,8 V a 2,0 V - její přesná hodnota se u jednotlivých instancí lišila, ale toleranci musely akceptovat všechny obvody popisované jako TTL.
Moderní standardy
Dnes je obtížné určit jeden společný standard napětí. Obvykle se předpokládá, že rezerva je symetrická a nejčastěji činí 30% napájecího napětí (jak pro nízkou, tak pro vysokou úroveň). Například systém napájený 5V může interpretovat nízký stav jako nízké napětí nepřesahující 1,5 V a jako vysoký stav - od přibližně 3,5 do 5V. To znamená, že výstup systému 3,3 V nemusí být schopen správně řídit 5V vstupy. V takových případech je nutný převodník napětí 5V 3,3V. Převaděče logické úrovně, které se dnes často používají, umožňují zvolit směr přenášeného signálu, i když některé verze automaticky „rozpoznávají“, která strana systému je vstup a která strana - výstup. Dobře využívaným řešením je systém sestávající z MOSFETů s nízkým výkonem a několika rezistorů, které nastavují svůj pracovní bod - tento design je dokonalý nejen v „jednoduchých“ situacích (např. Při připojení některých 3-voltových senzorů k 5-voltovému rozhraní Arduino UART ), ale také ... v systémech založených na I2C. Přítomnost samostatných pull-up rezistorů na obou stranách systému zajišťuje bezproblémový provoz obou zařízení napájených z různých napětí.
