1X9 光模块接口规范一、常用逻辑电平.PDF

武汉启晟科技有限公司 1X9 光模块接口规范 版本：1.1（复稿） 1X9 光模块接口规范 随着电信数据传输业务、视频监控与工业控制需求的增加，光模块的应用也越来越多，光通信系统工程 师往往苦恼于如何正确处理不同接口电平 IC 与高速光模块之间的连接，本篇文章正是为解决这一问题而写。 文章先介绍常用的几种逻辑电平，然后给出其与光模块的接口电路。 一、常用逻辑电平 TTL 电路的电平就叫TTL 电平，CMOS 电路的电平就叫CMOS 电平。 TTL 集成电路的全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路（Transistor-Transistor Logic)，标准 TTL 输入高电平 最小 2V ，输出高电平最小2.4V ，典型值 3.4V，输入低电平最大 0.8V，输出低电平最大 0.4V，典型值 0.2V 。 TTL 电路的电源VDD 供电只允许在+5V±10%范围内。 COMS 集成电路是互补对称金属氧化物半导体（Compiementary symmetry metal oxide semicoductor ）集成 电路的英文缩写，COMS 电路的供电电压VDD 范围比较广在+5--+15V 均能正常工作，电压波动允许±10% ， 当输出电压高于VDD-0.5V 时为逻辑 1，输出电压低于VSS+0.5V(VSS 为数字地)为逻辑 0 。 TTL 与 CMOS 电平使用起来有什么区别： 1. 电平的上限和下限定义不一样，CMOS 具有更大的抗噪区域。 2. 2. 电流驱动能力不一样，ttl 一般提供 25 毫安的驱动能力，而 CMOS 一般在 10 毫安左右。 3. 需要的电流输入大小也不一样，一般 ttl 需要 2.5 毫安左右，CMOS 几乎不需要电流输入。 4. 很多器件都是兼容 ttl 和 CMOS 的，datasheet 会有说明。如果不考虑速度和性能，一般器件可以互换。 但是需要注意有时候负载效应可能引起电路工作不正常，因为有些 TTL 电路需要下一级的输入阻抗 作为负载才能正常工作。 因此，CMOS 电路与TTL 电路就有一个电平转换的问题，使两者电平域值能匹配。 TTL （或CMOS ）电平之间的连接不需要做电路匹配，因此两个TTL （或CMOS ）电平之间可以直接互 联，TTL （或 CMOS）电平与PECL 电平之间的转换是通过 T-P、P-T 转换芯片来实现的，这类型的芯片例如 Micrel 的 SY100ELT系列等。 高速 IC 芯片与高速光模块间互连通常有四种接口：PECL (Positive Emitter-Coupled Logic)、LVPECL (Low-Voltage Positive Emitter-Coupled Logic)、LVDS (Low-Voltage Differential Signals)、CML (Current ModeLogic)。为解决不同接口标准芯片与高速光模块间的互连这一问题，我们首先需要了解每一种接口标准 的输入输出电路结构，由此可以知道如何进行直流偏置和终端匹配。 1. PECL 接口 PECL 是有 ECL 标准发展而来，在 PECL电路中省去了负电源，较 ECL 电路更方便使用。PECL 信号的摆幅 相对 ECL 要小，这使得该逻辑更适合于高速数据的串性或并行连接。PECL 标准最初有 MOTOROLA 公司提出， 经过很长一段时间才在电子工业界推广开。 1.1 PECL 接口输出结构 PECL 电路的输出结构如图 1 所示，包含一个差分对和一对射随器。输出射随器工作在正电源范围内， 其电流始终存在，这样有利于提高开关速度。标准的输出负载是接 50Ω至 VCC-2V的电平上，如图 1 中所示， 在这种负载条件下，OUT+与 OUT-的静态电平典型值为 VCC-1.3V，OUT+与 OUT-输出电流为 14mA。PECL 结构的 输出阻抗很低，典型值为 4~ 5 Ω，这表明它有很强的驱动能力，但当负载与 PECL 的输出端之间有一段传输 线时，低的阻抗造成的失配将导致信号时域波形的振铃现象。 1 武汉启晟科技有限公司