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1 LVDS電平 -LVDS電平

  LVDS(Low Voltage Differential Signal)即低電壓差分信號,LVDS介面又稱RS644匯流排介面,是20世紀90年代才出現的一種數據傳輸和介面技術。

  LVDS的典型工作原理如右下圖

LVDS電平

所示。最基本的LVDS器件就是LVDS驅動器和接收器。LVDS的驅動器由驅動差分線對的電流源組成,電流通常為3.5 mA。LVDS接收器具有很高的輸入阻抗,因此驅動器輸出的大部分電流都流過100 Ω的匹配電阻,並在接收器的輸入端產生大約350 mV的電壓。當驅動器翻轉時,它改變流經電阻的電流方向,因此產生有效的邏輯「1」和邏輯「0」狀態。 LVDS技術在兩個標準中被定義:ANSI/TIA/EIA644 (1995年11月通過)和IEEE P1596.3 (1996年3月通過)。這兩個標準中都著重定義了LVDS的電特性,包括:

  ① 低擺幅(約為350 mV)。低電流驅動模式意味著可實現高速傳輸。ANSI/TIA/EIA644建議了655 Mb/s的最大速率和1.923 Gb/s的無失真通道上的理論極限速率。

  ② 低壓擺幅。恆流源電流驅動,把輸出電流限制到約為3.5 mA左右,使跳變期間的尖峰干擾最小,因而產生的功耗非常小。這允許集成電路密度的進一步提高,即提高了PCB板的效能,減少了成本。

  ③ 具有相對較慢的邊緣速率(dV/dt約為0.300 V/0.3 ns,即為1 V/ns),同時採用差分傳輸形式,使其信號雜訊和EMI都大為減少,同時也具有較強的抗干擾能力。

  所以,LVDS具有高速、超低功耗、低雜訊和低成本的優良特性。

2 LVDS電平 -LVDS的應用模式

  ① 單向點對點(point to point),這是典型的應用模式。

  ② 雙向點對點(point to point),能通過一對雙絞線實現雙向的半雙工通信。可以由標準的LVDS的驅動器和接收器構成;但更好的辦法是採用匯流排LVDS驅動器,即BLVDS,這是為匯流排兩端都接負載而設計的。

  ③ 多分支形式(multidrop),即一個驅動器連接多個接收器。當有相同的數據要傳給多個負載時,可以採用這種應用形式。

  ④ 多點結構(multipoint)。此時多點匯流排支持多個驅動器,也可以採用BLVDS驅動器。它可以提供雙向的半雙工通信,但是在任一時刻,只能有一個驅動器工作。因而發送的優先權和匯流排的仲裁協議都需要依據不同的應用場合,選用不同的軟體協議和硬體方案。

  為了支持LVDS的多點應用,即多分支結構和多點結構,2001年新推出的多點低壓差分信號(MLVDS)國際標準ANSI/TIA/EIA 8992001,規定了用於多分支結構和多點結構的MLVDS器件的標準,目前已有一些MLVDS器件面世。

  LVDS技術的應用領域也日漸普遍。在高速系統內部、系統背板互連和電纜傳輸應用中,驅動器、接收器、收發器、並串轉換器/串並轉換器以及其他LVDS器件的應用正日益廣泛。介面晶元供應商正推進LVDS作為下一代基礎設施的基本構造模塊,以支持手機基站、中心局交換設備以及網路主機和計算機、工作站之間的互連。

3 LVDS電平 -使用注意

  LVDS使用注意:可以達到600M以上,PCB要求較高,差分線要求嚴格等長,差最好不超過10mil(0.25mm)。100歐電阻離接收端距離不能超過500mil,最好控制在300mil以內。

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