why 集电极开路？各种信号输出类型 learn

很多信号的输出都标识了集电极开路（如旋转编码器的ABZ相输出信号），为什么是集电极开路(OC: Open Collector)呢？

example:

SN7407N为一个集电极开路输出的六缓冲器，就是你输入低电平，输出端也是低电平；输入高电平，输出端就是高阻态，如图：

从上图中可以看出，一个非门后面接了一个三极管：基极接信号输入，发射极接地、集电极什么也没接就直接连输出端了（所以就是集电极开路）。

当输入一个低电平，经过一个非门就变成了高电平，然后这个高电平使得三极管导通，此时输出端就直接通过三极管接地了，相当于输出为 0（吸收外面的电流）。

当输入为一个高电平，经过一个非门就变成了低电平，然后这个低电平接在三极管的基极，三极管截止，输出程高阻态。

如果期望在没有输入信号时，将输出变为高电平（而不是高阻态），需要加上拉电阻和电源，如图：

如果电源为 12v 那输出的高电平就是 12v.

集电极开路表示输出端要么为高阻态，要么为接地（sink current），不能输出高电平。一般通过接上拉电阻和电源正，使得高阻态变为高电平。使用集电极开路可以通过修改上拉电压的大小来改变高电平的幅值，也可以实现线与。比较老的增量编码器或者脉冲发生器都是集电极开路的设计。

see link: http://www.evilmadscientist.com/2012/basics-open-collector-outputs/

其中芯片里头是 NPN 晶体管

关于晶体管： https://learn.sparkfun.com/tutorials/transistors

线驱输出(Line Drive) 和推完输出(Push-Pull):

集电极开路（OC）与漏极开路（OD）电路是一样的，将三极管替换为场效应管就变成了 OD 电路。

除了 OC 或 OD 输出电路，还有两种输出： 推挽输出，就是既可以输出高电平，也可以输出低电平；线驱输出，输出高电平或者高阻态。

推完输出：

分析方法是一样的，上面一个为 NPN 晶体管，下面一个为 PNP 晶体管。

线驱输出：

当输入为高电平时， Output直接接在 Vcc 上，相当于输出高电平（向外输出电流）。当输入为低电平时，相当于高阻态。

三种输出结构：

引用别人的一个总结：

用的最多的还是 集电极开路 和 推挽输出，很多低端增量编码器都是集电极开路输出（如，欧姆龙）。但是如果接的编码器采集卡，则编码器最好是推挽输出，NI这么说的：

A Push-Pull quadrature encoder is recommended, because the Multifunction DAQ card works best when it is constantly driven. As mentioned above, the Push-Pull configuration does not float, it is always supplying Vcc or ground, which is why it will work best with a Multifunction DAQ card.

比起OC或者OD来说，推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而 OC 或 OD 输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻限制了电流的大小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开（或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态。