低電平

應用於工程技術領域的概念

低電平（Vil）指的是保證邏輯門的輸入為低電平時所允許的最大輸入低電平，當輸入電平低於Vil時，則認為輸入電平為低電平。是與高電平相對的低電壓，是電子工程上的一種說法。

• 中文名:低電平

低電平 圖片來自百度

• 外文名:Vil

• 主要應用:測量電纜和保護連接

• 定 義:與高電平相對的低電壓

• 領 域:工程技術

目錄

定義

輸入

低電平（Vil）：保證邏輯門的輸入為低電平時所允許的最大輸入低電平，當輸入電平低於Vil時，則認為輸入電平為低電平。

輸出

低電平（Vol）：保證邏輯門的輸出為低電平時的輸出電平的最大值，邏輯門的輸出為低電平時的電平值都必須小於此Vol。

上升沿

數字電路中，把電壓的高低用邏輯電平來表示。邏輯電平包括高電平和低電平這兩種。不同的元器件形成的數字電路，電壓對應的邏輯電平也不同。在TTL門電路中，把大於3.5伏的電壓規定為邏輯高電平，用數字1表示；把電壓小於0.3伏的電壓規定為邏輯低電平，用數字0表示。數字電平從低電平（數字「0」）變為高電平（數字「1」）的那一瞬間（時刻）叫作上升沿 。 

下降沿

數字電路中，把電壓的高低用邏輯電平來表示。邏輯電平包括高電平和低電平這兩種。不同的元器件形成的數字電路，電壓對應的邏輯電平也不同。在TTL門電路中，把大於3.5伏的電壓規定為邏輯高電平，用數字1表示；把電壓小於0.3伏的電壓規定為邏輯低電平，用數字0表示。數字電路中，數字電平從高電平（數字「1」）變為低電平（數字「0」）的那一瞬間叫作下降沿。

三槽三同軸連接器 圖片來自百度

控制器

控制器（英文名稱：controller）是指按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置。由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序產生器和操作控制器組成，它是發布命令的「決策機構」，即完成協調和指揮整個計算機系統的操作。

控制器高電平與低電平區別

1、控制器上標識的高低電平為剎車，高電平一般規定為5V以上，低電平為0V左右。 

2、在不同電路上的電壓值不相同，如果是5V供電的數字電路，高電平就是5V，或接近5V。低電平就是『無』，就是0V或接近0V。   

3、控制器的高電平是通，低電平是控。 

具體應用

對測量電纜的要求

雖然數字多用表常常使用無屏蔽的測試引線，但是這種連接方式在使用皮安計、靜電計和SMU等進行低電平測量時一般是不合適的。這些儀器通常使用同軸電纜或三同軸電纜。

同軸電纜由屏蔽包圍的單芯導體組成，而三同軸電纜在第一層屏蔽之外又加入了第二層屏蔽。使用三同軸電纜時，為了減少電纜泄漏並儘量降低電路的上升時間，可以將內層屏蔽驅動到保護電位。外層屏蔽通常連到機箱地，有的時候連到公共端。在這兩種情況下，考慮到安全因素，外層屏蔽的電位不得比機箱地高出 30V有效值（42.4V峰值）。一定要使用編織緊密的屏蔽以避免靜電干擾。同軸電纜和三同軸電纜都有低噪聲的產品型號，在低電平測量中應當使用這種電纜。低噪聲電纜的內部有石墨塗敷層，以儘量降低由摩擦電效應產生的電流。雖然普通同軸 電纜的泄漏和噪聲電流比低噪聲電纜要高，但是在某些情況下，普通的同軸電纜，如 RG-58可能還是適用的。

在測量高電阻時，電纜的絕緣電阻是很重要的。質量良好的三同軸電纜使用聚乙烯絕緣材料，其導體到屏蔽的典型絕緣電阻值大約為1TΩ/英尺。

當電纜的長度增加時，其電纜電阻、電容和泄漏電流等參數也會變化。所以重要之點是使所有的連接電纜儘可能地短。例如，電阻參數為1TΩ/英尺 、電容參數為100pF/英尺的電纜，當其長度為10英尺時，絕緣電阻為100GΩ、電容為1000pF。

測量常用連接器類型

靜電計、皮安計和SMU的測量工作中使用兩種通用類型的連接器。圖1所示的BNC連接器是一種同軸連接器。它包括中心導體和外殼或屏蔽連接，而圖2所示的三同軸連接器則包括中心導體、內屏蔽和外屏蔽。

BNC連接器的中心導體連到輸入HI端，而外殼連到輸入LO端。注意，外殼可以直接在儀器上連到機箱地。

三同軸連接器的中心導體連到HI端。內層屏蔽連到LO端或保護端，而外層屏蔽通常連到機箱地。然而，對某些SMU來說，外層屏蔽連到LO端（公共端），並允許對地浮空。關於三同軸電纜和保護技術的更多的信息請見下面的討論。

為了保持高絕緣電阻，在所有連接器的各個導體之間要使用合適的絕緣材料。為此，大多數高質量的BNC和三同軸連接器在導體之間都使用聚四氟乙烯來絕緣。

三同軸連接器有兩槽和三槽兩種結構。三槽連接器的設計是近年來出現的，其目的是避免在試圖使BNC連接器和三同軸連接器配接時，引起連接器損壞。大多數新的設備都使用三槽連接器設計。此外還有在這兩種連接器之間進行變換的適配器。

測量電纜和保護連接

如前所述，當我們把保護電壓連到同軸電纜的屏蔽時，如果該保護電壓大於30V有效值，就可能出現安全風險。三同軸電纜用連至大地或LO端的外層屏蔽將保護屏蔽包圍起來，從而避免了這種危險。

當靜電計按無保護方式工作時，三同軸電纜的連接方法一般如下：

• 中心導體：高阻抗引線（HI）

• 內層屏蔽：低阻抗引線（LO）

• 外層屏蔽：地（GND）

這種電纜提供了安全載荷兩個信號的能力，兩個信號都不在地電位。將兩個引線屏蔽起來，並在每個導體與地之間都保持高電阻，從而保持了高阻抗的完整性。

當靜電計工作在保護模式之下或者使用SMU時，三同軸電纜按下述方法連接：

• 中心導體： 高端（HI）

• 內層屏蔽：保護（GUARD）

• 外層屏蔽：地或者LO端

對靜電計來說，當測量高電阻或測量高阻源的電壓時，保護連接是有用的。在測量弱電流時，由於靜電計的反饋安培計電路中的保護端總是LO端，所以不需要連接保護端。比較新的靜電計具有一個內部開關，能夠在保護連接和無保護連接之間轉換。

在使用SMU測量弱電流時，保護端用來降低電纜和測試夾具的泄漏電流。

對測試夾具的要求

對用於低電平測量的測試夾具有幾個重要的要求：

• 絕緣電阻：所有連接器、內部連線、端子和插座等的絕緣電阻都應當儘可能地高。一般地說，在高質量的測試夾具中，所有的連接器和插座都使用聚四氟乙烯絕緣材料。

• 屏蔽和保護：測試夾具應當對敏感的電路進行適當的屏蔽。在高阻抗測量時，應當採取措施將保護在離DUT儘可能近的地方連到測試夾具。

• 光：在測量光敏元件時，需要使用閉光的測試夾具。

• 特殊的測試夾具要求：一些特殊的應用工作，如高電阻或極低電流的測量，常常需要使用絕緣特性極好的測試夾具。只有使用特殊的材料，如藍寶石才可能達到這種要求。

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