對LVDS的淺顯理解


文章參考百度文庫:LVDS標准及介紹

LVDS與VB1的對比:LVDS與VB1詳細介紹

1、LVDS簡介

  LVDS( Low Voltage Differential Signaling)是一種低擺幅的差分信號技術,它使得信號能在差分PCB線對或平衡電纜上以幾百Mbps的速率傳輸,其低壓幅和低電流驅動輸出實現了低噪聲和低功耗。

1.1LVDS信號傳輸組成

  LVDS信號傳輸一般由三部分組成,如圖1所示:差分信號發送器,差分信號互聯器,差分信號接收器。

  差分信號發送器:將非平衡傳輸的TTL信號轉換成平衡傳輸的LVDS信號。通常由一個IC來成。

  差分信號接收器:將平衡傳輸的LVDS信號轉換成非平衡傳輸的TTL信號。通常由一個IC來成。

  差分信號互聯器:包括聯接線(電纜或者PCB走線),終端匹配電阻。

 

 

1.2 工作原理

 

 

 

 

   如上圖所示,LVDS驅動器由一個驅動差分線對的電流源組成(通常電流為3.5mA),LVDS接收器具有很高輸入阻抗,因此驅動器輸出的電流大部分都流過100Ω的匹配電阻,並在接收器的輸入端產生大約350mV的電壓。

  驅動器的輸入為兩個相反的電平信號,四個nMOS管的尺寸工藝是完全相同的。當輸入為“1”時,標號IN+的一對管子導通,另一對管子截止,電流方向如上圖所示,並產生大約350mV的壓降;反之,輸入為“0”時,電流反向,產生大約350mV的壓降。這樣根據流經電阻的電流方向,就把要傳輸的數字信號(CMOS信號)轉換成了電流信號(LVDS信號)。接受端可以通過判斷電流的方向就得到有效的邏輯“1”和邏輯“0”狀態從而實現數字信號的傳輸過程。

  由於MOS管的開關速度很高,並且LVDS的電壓擺幅低(350mV),因此可以實現高速傳輸。其電平特性如下圖所示

 

 

 1.3  LVDS技術特點

  LVDS技術和其他的接口相比,有着很大的優勢,主要表現在下面幾個方面:

  1)高速率:由於LVDS邏輯狀態間的電壓變化僅為350mV,因而能非常快地改變狀態從而實現高速率。

  2)低功耗:隨着工作頻率的増加,LVDS的電源電流仍保持平坦,而CMOS和GTL技術的電源電流則會隨頻率增加而呈指數上升,這得益於使用恆流線路驅動器電流源把輸出電流限制到約3.5mA(功耗約為1.2mW),同時也限制跳變期間產生的任何尖峰電流。這樣在得到高達1.5Gbps的高數據率的同時而不明顯增加功耗。恆流驅動輸出還能容忍傳輸線的短路或接地,而不會產生熱問題。LVDS降低了終端電阻壓降,因此還降低了電路的總功耗。

  3)噪聲性能好:LVDS產生的電磁干擾低。這是因為低電壓擺幅、低邊緣速率、奇模式差分信號,以及恆流驅動器的Is尖峰只產生很低的輻射。通過減小電壓擺幅和電流能量,LVDS把場強減到了最小;差分驅動器引入了奇模式傳輸,即等量方向相反的電流分別在傳輸線上傳輸,形成電流環路,使電流回路產生最低的電磁干擾在差分信號的傳輸中,由於差分接受器只響應正負輸入之差,因此當噪聲同時出現在兩個輸入中時,差分信號的幅度並不受影響

4)具有故障安全(fai-safe)特性確保可靠性:恆流式驅動不會對系統造成任何損害,所以LVDS驅動器可以帶電插拔,另一特點是接收器的故障保抑功能。LVDS接收器在內部提供了可靠性線路,保證在接收器輸入懸空、接收器輸入短路以及接收器輸入處於驅動器三態輸出或驅動器供電終止等情況下輸出可靠(約定為“1”),防止產生輸出振盪。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM