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数字电路/I-O接口

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未使用输入

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数字设备只能处理定义明确的逻辑电平内的信号。处于这些电平之间的信号被称为“浮动”,会导致虚假和不可预测的行为。如果逻辑设备的输入没有用作输入,则必须将所有输入连接到“高”或“低”,以防止浮动输入影响电路的其余部分或导致不必要的功耗。

应用于输入的逻辑电平取决于设备以及设计者希望未使用输入表示什么。例如,一个或门将把所有未使用的输入接地,因为这可以防止该输入影响输出。

一个简单的解决方案是将门的输入连接在一起。然而,这会增加驱动输入的电路的容性负载,如果器件包含双极元件,则会增加直流电流消耗。

更好的解决方案是将未使用的输入连接到相应的电源轨。如果需要逻辑低电平,则将输入直接连接到地;如果需要逻辑高电平,则将输入通过一个串联电阻连接到正电源轨。

非常相似的布局也可以用来创建传输门

慢输入边沿转换

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地弹是指器件芯片上的地参考电位与器件地引脚处的外部地电位之间的瞬态电压差。这种振荡是由连接芯片到器件引线框的细线(键合线)的电感引起的,当发生突然的电压变化(如逻辑转换)时,就会引起电流冲击。

地弹是高速逻辑中毛刺和虚假转换的主要原因之一,会导致逻辑器件之间产生明显的信号降级。这种效应在多个同时转换时最为明显,此时联合电压变化会导致更大的电流被感应出来。这使得地弹也被称为同时开关噪声

以下是一个图表,显示了高速 CMOS 逻辑器件中典型的(尽管是简化的)地弹。不同的逻辑类别和制造技术具有不同的地弹特性。器件外部特性(如电路板几何形状)也会产生影响。如果预计地弹会成为问题,则应始终查看相关的规格书。

容性输出负载

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总线竞争

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总线保持电路

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