LVDS接口電路及設計
LVDS接口又稱RS-644總線接口,是20世紀90年代才出現(xiàn)的一種數據傳輸和接口技術。LVDS即低電壓差分信號,這種技術的核心是采用極低的電壓擺幅高速差動傳輸數據,可以實現(xiàn)點對點或一點對多點的連接,具有低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射等特點,其傳輸介質可以是銅質的PCB連線,也可以是平衡電纜。LVDS在對信號完整性、低抖動及共模特性要求較高的系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應用。目前,流行的LVDS技術規(guī)范有兩個標準:一個是TIA/EIA(電訊工業(yè)聯(lián)盟/電子工業(yè)聯(lián)盟)的ANSI/TIA/EIA-644標準,另一個是IEEE1596.3標準。
本文引用地址:http://www.antipu.com.cn/article/156213.htm1995年11月,以美國國家半導體公司為主推出了ANSI/TIA/EIA-644標準。1996年3月,IEEE公布了IEEE1596.3標準。這兩個標準注重于對LVDS接口的電特性、互連與線路端接等方面的規(guī)范,對于生產工藝、傳輸介質和供電電壓等則沒有明確。LVDS可采用CMOS、GaAs或其他技術實現(xiàn),其供電電壓可以從+5V到+3.3V,甚至更低;其傳輸介質可以是PCB連線,也可以是特制的電纜。標準推薦的最高數據傳輸速率是655Mbps,而理論上,在一個無衰耗的傳輸線上,LVDS的最高傳輸速率可達1.923Gbps。
LVDS接口的原理及電特性
一個簡單的LVDS傳輸系統(tǒng)由一個驅動器和一個接收器通過一段差分阻抗為100Ω的導體連接而成,如圖1所示。驅動器的電流源(通常為3.5mA)來驅動差分線對,由于接收器的直流輸入阻抗很高,驅動器電流大部分直接流過100Ω的終端電阻,從而在接收器輸入端產生的信號幅度大約350mV。通過驅動器的開關,改變直接流過電阻的電流的有無,從而產生“1”和“0”的邏輯狀態(tài)。在有些最新生產的LVDS接收器中,100Ω左右的電阻直接集成在片內輸入端上了,如MAXIM公司的MAX9121/9122等。
在LVDS系統(tǒng)中,采用差分方式傳送數據,有著比單端傳輸方式更強的共模噪聲抑制能力。道理很簡單,因為一對差分線對上的電流方向是相反的,當共模方式的噪聲耦合到線對上時,在接收器輸入端產生的效果是相互抵消的,因而對信號的影響很小。這樣,就可以采用很低的電壓擺幅(見表1)來傳送信號,從而可以大大提高數據傳輸速率和降低功耗。
表3是LVDS與其他幾種接口的性能比較。同為差分傳輸接口,LVDS與RS-422、PECL相比,在傳輸速率、功耗、接收靈敏度和成本等方面都有優(yōu)越性;與傳統(tǒng)的TTL/CMOS接口相比,LVDS在高速、低抖動及對共模特性要求較高的數據傳輸系統(tǒng)中的應用有著無可比擬的優(yōu)勢。LVDS的低功耗、低誤碼率、低串擾、低輻射和高速的性能,使得它在激光打印機、蜂窩移動電話基站、網絡路由器、數字交叉連接和時鐘分配系統(tǒng)等領域的應用日益廣泛。
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