門(mén)電路帶負載時(shí)的接口電路

1.用門(mén)電路直接驅動(dòng)顯示器件

　　在數字電路中，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)，七段數碼顯示，圖形符號顯示等。在每種情況下均需接口電路將數字信息轉換為模擬信息顯示。
　　下圖(a)表示CMOS反相器74HC04驅動(dòng)一發(fā)光二極管LED，電路中串接了一限流電阻R以保護LED。限流電阻的大小可分別按下面兩種情況來(lái)計算。當圖中門(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)電路的輸入信號應為高電平，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.機電性負載接口

　　在工程實(shí)踐中，往往會(huì )遇到用各種數字電路以控制機電性系統的功能，如控制電動(dòng)機的位置和轉速，繼電器的接通與斷開(kāi)，流體系統中的閥門(mén)的開(kāi)通和關(guān)閉，自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)中的機械手多參數控制等。下面以繼電器的接口電路為例來(lái)說(shuō)明。在繼電器的應用中，繼電器本身有額定的電壓和電流參數。一般情況下，需用運算放大器以提升到必須的數一模電壓和電流接口值。對于小型繼電器，可以將兩個(gè)反相器并聯(lián)作為驅動(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）作具體的設計時(shí)，還應當注意下列幾個(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，以防止干擾信號引人。對多余輸入端的處理以不改變電路工作狀態(tài)及穩定可靠為原則。
　　對于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。
　　對于CMOS電路，多余輸入端可根據需要使之接地（或非門(mén)）或直接接V_DD（與非門(mén)）。

2.去耦合濾波器

　　數字電路或系統往往是由多片邏輯門(mén)電路構成，它們是由一公共的直流電源供電。這種電源是非理想的，一般是由整流穩壓電路供電
，具有一定的內阻抗。當數字電路運行時(shí)，產(chǎn)生較大的脈沖電流或尖峰電流，當它們流經(jīng)公共的內阻抗時(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)對于降低電路噪聲是很重要的。這方面可將電源地與信號地分開(kāi)，先將信號地匯集在一點(diǎn)，然后將二者用最短的導線(xiàn)連在一起，以避免含有多種脈沖波形（含尖峰電流）的大電流引到某數字器件的輸入端而導致系統正常的邏輯功能失效。此外，當系統中兼有模擬和數字兩種器件時(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)，也可設計模擬和數字兩塊電路板，各備直流電源，然后將二者恰當的地連接在一起
。在印刷電路板的設計或安裝中，要注意連線(xiàn)盡可能短，以減少接線(xiàn)電容而導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)題的詳細介紹，可參閱有關(guān)文獻。集成數字電路的數據手冊，也提供某些典型電路應用設計，亦是有益的參考資料。
　　此外，CMOS器件在使用和儲藏過(guò)程中要注意靜電感應導致?lián)p傷的問(wèn)題。靜電屏蔽是常用的防護措施。