門(mén)電路帶負(fù)載時(shí)的接口電路

1.用門(mén)電路直接驅(qū)動(dòng)顯示器件

　　在數(shù)字電路中，往往需要用發(fā)光二極管來(lái)顯示信息的傳輸，如簡(jiǎn)單的邏輯器件的狀態(tài)，七段數(shù)碼顯示，圖形符號(hào)顯示等。在每種情況下均需接口電路將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為模擬信息顯示。
　　下圖(a)表示CMOS反相器74HC04驅(qū)動(dòng)一發(fā)光二極管LED，電路中串接了一限流電阻R以保護(hù)LED。限流電阻的大小可分別按下面兩種情況來(lái)計(jì)算。當(dāng)圖中門(mén)電路的輸入為低電平時(shí)，輸出為高電平，于是

　　反之，當(dāng)LED接人電路的情況如上圖(b)所示時(shí)，門(mén)電路的輸入信號(hào)應(yīng)為高電平，輸出為低電平，故有
　　以上兩式中，I_D——LED的電流，V_F——LED的正向壓降，V_OH和V_OL為門(mén)電路的輸出高、低電平電壓，常取典型值。

2.機(jī)電性負(fù)載接口

　　在工程實(shí)踐中，往往會(huì)遇到用各種數(shù)字電路以控制機(jī)電性系統(tǒng)的功能，如控制電動(dòng)機(jī)的位置和轉(zhuǎn)速，繼電器的接通與斷開(kāi)，流體系統(tǒng)中的閥門(mén)的開(kāi)通和關(guān)閉，自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)中的機(jī)械手多參數(shù)控制等。下面以繼電器的接口電路為例來(lái)說(shuō)明。在繼電器的應(yīng)用中，繼電器本身有額定的電壓和電流參數(shù)。一般情況下，需用運(yùn)算放大器以提升到必須的數(shù)一模電壓和電流接口值。對(duì)于小型繼電器，可以將兩個(gè)反相器并聯(lián)作為驅(qū)動(dòng)電路，如下圖所示。

三、抗干擾措施

　　在利用邏輯門(mén)電路（TTL或CMOS）作具體的設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注意下列幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題：

1.多余輸入端的處理措施

　　集成邏輯門(mén)電路在使用時(shí)，一般不讓多余的輸入端懸空，以防止干擾信號(hào)引人。對(duì)多余輸入端的處理以不改變電路工作狀態(tài)及穩(wěn)定可靠為原則。
　　對(duì)于TTL與非門(mén)，一般可將多余的輸入端通過(guò)上拉電阻（1～3kΩ
）接電源正端，也可利用一反相器將其輸入端接地，其輸出高電位可接多余的輸入端。
　　對(duì)于CMOS電路，多余輸入端可根據(jù)需要使之接地（或非門(mén)）或直接接V_DD（與非門(mén)）。

2.去耦合濾波器

　　數(shù)字電路或系統(tǒng)往往是由多片邏輯門(mén)電路構(gòu)成，它們是由一公共的直流電源供電。這種電源是非理想的，一般是由整流穩(wěn)壓電路供電
，具有一定的內(nèi)阻抗。當(dāng)數(shù)字電路運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生較大的脈沖電流或尖峰電流，當(dāng)它們流經(jīng)公共的內(nèi)阻抗時(shí)，必將產(chǎn)生相互的影響，甚至使邏輯功能發(fā)生錯(cuò)亂。一種常用的處理方法是采用去耦合濾波器，通常是用10～100uF 的大電容器與直流電源并聯(lián)以濾除不需的頻率成分。除此以外，對(duì)于每一集成芯片還加接0.luF的電容器以濾除開(kāi)關(guān)噪聲。

3.接地和安裝工藝

　　正確的接地技術(shù)對(duì)于降低電路噪聲是很重要的。這方面可將電源地與信號(hào)地分開(kāi)，先將信號(hào)地匯集在一點(diǎn)，然后將二者用最短的導(dǎo)線(xiàn)連在一起，以避免含有多種脈沖波形（含尖峰電流）的大電流引到某數(shù)字器件的輸入端而導(dǎo)致系統(tǒng)正常的邏輯功能失效。此外，當(dāng)系統(tǒng)中兼有模擬和數(shù)字兩種器件時(shí)，同樣需將二者的地分開(kāi)，然后再選用一個(gè)合適共同點(diǎn)接地，以免除二者之間的影響。必要時(shí)，也可設(shè)計(jì)模擬和數(shù)字兩塊電路板，各備直流電源，然后將二者恰當(dāng)?shù)牡剡B接在一起
。在印刷電路板的設(shè)計(jì)或安裝中，要注意連線(xiàn)盡可能短，以減少接線(xiàn)電容而導(dǎo)致寄生反饋有可能引起寄生振蕩。有關(guān)這方面技術(shù)問(wèn)題的詳細(xì)介紹，可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。集成數(shù)字電路的數(shù)據(jù)手冊(cè)，也提供某些典型電路應(yīng)用設(shè)計(jì)，亦是有益的參考資料。
　　此外，CMOS器件在使用和儲(chǔ)藏過(guò)程中要注意靜電感應(yīng)導(dǎo)致?lián)p傷的問(wèn)題。靜電屏蔽是常用的防護(hù)措施。