门电路带负载时的接口电路

门电路带负载时的接口电路

1.用门电路直接驱动显示器件

　　在数字电路中，往往需要用发光二极管来显示信息的传输，如简单的逻辑器件的状态，七段数码显示，图形符号显示等。在每种情况下均需接口电路将数字信息转换为模拟信息显示。
　　下图(a)表示CMOS反相器74HC04驱动一发光二极管LED，电路中串接了一限流电阻R以保护LED。限流电阻的大小可分别按下面两种情况来计算。当图中门电路的输入为低电平时，输出为高电平，于是

　　反之，当LED接人电路的情况如上图(b)所示时，门电路的输入信号应为高电平，输出为低电平，故有
　　以上两式中，I_D——LED的电流，V_F——LED的正向压降，V_OH和V_OL为门电路的输出高、低电平电压，常取典型值。

2.机电性负载接口

　　在工程实践中，往往会遇到用各种数字电路以控制机电性系统的功能，如控制电动机的位置和转速，继电器的接通与断开，流体系统中的阀门的开通和关闭，自动生产线中的机械手多参数控制等。下面以继电器的接口电路为例来说明。在继电器的应用中，继电器本身有额定的电压和电流参数。一般情况下，需用运算放大器以提升到必须的数一模电压和电流接口值。对于小型继电器，可以将两个反相器并联作为驱动电路，如下图所示。

三、抗干扰措施

　　在利用逻辑门电路（TTL或CMOS）作具体的设计时，还应当注意下列几个实际问题：

1.多余输入端的处理措施

　　集成逻辑门电路在使用时，一般不让多余的输入端悬空，以防止干扰信号引人。对多余输入端的处理以不改变电路工作状态及稳定可靠为原则。
　　对于TTL与非门，一般可将多余的输入端通过上拉电阻（1～3kΩ
）接电源正端，也可利用一反相器将其输入端接地，其输出高电位可接多余的输入端。
　　对于CMOS电路，多余输入端可根据需要使之接地（或非门）或直接接V_DD（与非门）。

2.去耦合滤波器

　　数字电路或系统往往是由多片逻辑门电路构成，它们是由一公共的直流电源供电。这种电源是非理想的，一般是由整流稳压电路供电
，具有一定的内阻抗。当数字电路运行时，产生较大的脉冲电流或尖峰电流，当它们流经公共的内阻抗时，必将产生相互的影响，甚至使逻辑功能发生错乱。一种常用的处理方法是采用去耦合滤波器，通常是用10～100uF 的大电容器与直流电源并联以滤除不需的频率成分。除此以外，对于每一集成芯片还加接0.luF的电容器以滤除开关噪声。

3.接地和安装工艺

　　正确的接地技术对于降低电路噪声是很重要的。这方面可将电源地与信号地分开，先将信号地汇集在一点，然后将二者用最短的导线连在一起，以避免含有多种脉冲波形（含尖峰电流）的大电流引到某数字器件的输入端而导致系统正常的逻辑功能失效。此外，当系统中兼有模拟和数字两种器件时，同样需将二者的地分开，然后再选用一个合适共同点接地，以免除二者之间的影响。必要时，也可设计模拟和数字两块电路板，各备直流电源，然后将二者恰当的地连接在一起
。在印刷电路板的设计或安装中，要注意连线尽可能短，以减少接线电容而导致寄生反馈有可能引起寄生振荡。有关这方面技术问题的详细介绍，可参阅有关文献。集成数字电路的数据手册，也提供某些典型电路应用设计，亦是有益的参考资料。
　　此外，CMOS器件在使用和储藏过程中要注意静电感应导致损伤的问题。静电屏蔽是常用的防护措施。