lvds電平
LVDS :低電壓差分信號(hào)(Low-Voltage Differential Signaling)是一種信號(hào)傳輸模式的電平標(biāo)準(zhǔn),LVDS傳輸支持速率一般在155Mbps(大約為77MHz)以上。它采用極低的電壓擺幅高速差動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)(采用CMOS 工藝的低電壓差分信號(hào)器件),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(或則點(diǎn)對(duì)多:M-LVDS)的連接,具有低功耗、低誤碼率、低串?dāng)_和低輻射等優(yōu)點(diǎn)。
LVDS 器件的傳輸機(jī)制是把 TTL 邏輯電平轉(zhuǎn)換成低電壓差分信號(hào),以便于高速傳輸。與傳統(tǒng)的 ECL邏輯相比,它采用 CMOS 工藝,其電壓擺幅更低(LVDS只有 400mV,ECL 為 800mv),動(dòng)態(tài)功耗更小(輸出電流 3~5mA,只有 ECL 電路的 1/7),低 EMI,價(jià)格更低,因而在中等頻率(幾百M(fèi)~幾GHz)差分信號(hào)應(yīng)用上具有較大的優(yōu)勢(shì)。
lvds電平標(biāo)準(zhǔn)
LVDS技術(shù)規(guī)范有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即TIA(電訊工業(yè)聯(lián)盟)/EIA(電子工業(yè)聯(lián)盟)的ANSI/TIA/EIA-644標(biāo)準(zhǔn)(LVDS也稱為RS-644接口)與IEEE 1596.3標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的制定一方面取決于器件的制造工藝水平,另一方面取決于該標(biāo)準(zhǔn)面向的應(yīng)用場(chǎng)景的性能要求。這意味著在不同的參數(shù)里,思考參數(shù)的取值的方法可能大相徑庭。
LVDS電路結(jié)構(gòu)
下圖為典型的LVDS電路,采用一對(duì)差分信號(hào)線傳輸數(shù)據(jù);通過(guò)驅(qū)動(dòng)3.5mA的穩(wěn)定電流源,以350mV低振幅(100Ω終端匹配)的差動(dòng)信號(hào)來(lái)高速傳送數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)傳輸速度在規(guī)格內(nèi)限定最大為655Mbit/秒,但這并不是極限值。通過(guò)各半導(dǎo)體廠商改進(jìn),可以實(shí)現(xiàn)3Gbit/秒左右的高速傳輸速度。
LVDS的輸出端驅(qū)動(dòng)是一個(gè)3.5mA的電流源,并由兩組MOS管(4個(gè))組成一對(duì)發(fā)送輸出;
當(dāng)A+導(dǎo)通,B-斷開(kāi)時(shí):
1, 電流從右上角Q2(A+ MOS管)驅(qū)動(dòng)出到藍(lán)色傳輸線,即右上A+ MOS管電流方向是:電流源(Driver)右上A+ MOS管藍(lán)色傳輸線100Ω終端電阻;
2, 左下角Q3(A+ MOS管)驅(qū)動(dòng)接至GND,所以此時(shí)電流從綠色傳輸線通過(guò)左下角Q3流出到GND;左下A+ MOS管電流方向是:GND左下A+ MOS管綠色傳輸線100Ω終端電阻;
3, 整個(gè)電流通路最終電流在100Ω終端電阻側(cè)導(dǎo)通,并形成輸出電壓:3.5mA *100Ω = 350mV。
因?yàn)閭鬏斁€提供的100Ω阻抗是交流阻抗,對(duì)于直流來(lái)說(shuō)是傳輸線是高阻抗,所以終端必須有100Ω端接電阻來(lái)提供信號(hào)固定電平狀態(tài)下的回流,以保證輸出電壓;
需要再次強(qiáng)調(diào)的是:3.5mA電流從電源源流出到藍(lán)色傳輸線,和綠色傳輸線3.5mA電流流入GND,這兩者同時(shí)發(fā)生的,才能保證信號(hào)邊沿的同步;驅(qū)動(dòng)電流的路徑并非是:電流源Q2藍(lán)色傳輸線100Ω終端電阻綠色傳輸線Q3GND。
當(dāng)B-導(dǎo)通,A+斷開(kāi)時(shí):
1, 此時(shí)3.5mA驅(qū)動(dòng)電流從左上角Q1(B- MOS管)流出,并流入綠色傳輸線;
2, 同時(shí)藍(lán)色傳輸線電流流入右下角Q4(B- MOS管);
具體電流傳輸?shù)姆较颍缟稀?/div>
3, 電流通路最終電流還是在100Ω終端電阻側(cè)導(dǎo)通,但是電流方向與“A+導(dǎo)通,B-斷開(kāi)”相反,并形成反向的輸出電壓:-3.5mA *100Ω = -350mV。
最終在輸出端形成 +350mV和-350mV信號(hào)擺幅的差分輸出。
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