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LVDS信号原理和设计

2011-01-13 14:48
Hsiao Chen
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  1 LVDS信号介绍

  LVDS:Low Voltage Differential Signaling,低电压差分信号。

  LVDS传输支持速率一般在155Mbps(大约为77MHZ)以上。

  LVDS是一种低摆幅的差分信号技术,它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输,其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。

  IEEE在两个标准中对LVDS信号进行了定义。ANSI/TIA/EIA-644中,推荐最大速率为655Mbps,理论极限速率为1.923Mbps。

  1.1 LVDS信号传输组成

  LVDS信号传输一般由三部分组成:差分信号发送器,差分信号互联器,差分信号接收器。差分信号发送器:将非平衡传输的TTL信号转换成平衡传输的LVDS信号。通常由一个IC来完成,如:DS90C031差分信号接收器:将平衡传输的LVDS信号转换成非平衡传输的TTL信号。通常由一个IC来完成,如:DS90C032差分信号互联器:包括联接线(电缆或者PCB走线),终端匹配电阻。按照IEEE规定,电阻为100欧。我们通常选择为100,120欧。1.2 LVDS信号电平特性

  LVDS物理接口使用1.2V偏置电压作为基准,提供大约400mV摆幅。

  LVDS驱动器由一个驱动差分线对的电流源组成(通常电流为3.5mA),LVDS接收器具有很高的输入阻抗,因此驱动器输出的电流大部分都流过100Ω 的匹配电阻,并在接收器的输入端产生大约350mV 的电压。

  电流源为恒流特性,终端电阻在100――120欧姆之间,则电压摆动幅度为:3.5mA * 100 = 350mV ;3.5mA * 120 = 420mV 。

  由逻辑“0”电平变化到逻辑“1”电平是需要时间的。

  由于LVDS信号物理电平变化在0。85――1。55V之间,其由逻辑“0”电平到逻辑“1”电平变化的时间比TTL电平要快得多,所以LVDS更适合用来传输高速变化信号。其低压特点,功耗也低。

  采用低压技术适应高速变化信号,在微电子设计中的例子很多,如:FPGA芯片的内核供电电压为2。5V或1.8V;PC机的CPU内核电压,PIII800EB为1.8V;数据传输领域中很多功能芯片都采用低电压技术。

 

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