LVDS協議及原理分析

2021-07-25 02:56:21 字數 2031 閱讀 5213

lvds是一種低擺幅的差分訊號技術,它使得訊號能在差分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雜訊和低功耗。

ieee 在兩個標準中對lvds 訊號進行了定義。ansi/tia/e ia -644 中,推薦最大速率為

655mbps ,理論極限速率為1.923gbps

一、lvds組成

lvds 訊號傳輸一般

由三部分組成

:差分訊號傳送器

,差分訊號互聯器

,差分訊號接收器。

差分訊號傳送器

:將非平衡傳輸的ttl 訊號轉換成平衡傳輸的lvds 訊號。

差分訊號接收器

:將平衡傳輸的lvds 訊號轉換成非平衡傳輸的ttl 訊號。

差分訊號互聯器

:包括聯接線(電纜或者pcb 走線),終端匹配電阻。按照ieee 規定 ,電阻為100 歐。我們通常選擇為100 ,120 歐。

二、 lvds訊號電平特性 

(電流驅動--電壓接收--共模電壓由0-2.4v直流偏置,典型為1.2v--差模電壓:350mv由驅動電流提供-)

lvds 物理介面使用1.2v 偏置電壓作為基準(共模直流電壓),提供大約350mv 擺幅(差模電壓)。

lvds 驅動器由乙個驅動差分線對的電流源組成(通常電流為3.5ma),

lvd s 接收器具有很高的輸入阻抗,因此驅動器輸出的電流大部分都流過10 0 ω 的匹配電阻,並在接收器的輸入端產生大約350mv  的電壓。

電流源為恆流特性,終端電阻在100 ――120 歐姆之間,則電壓擺動幅度為:3.5ma * 100 = 350mv  ;3.5ma * 120 = 420m v  。

由邏輯「0 」電平變化到邏輯「1 」電平是需要時間的。

由於lvds 訊號物理電平變化在0.85――1.55v 之間,其由邏輯「0」電平到邏輯「1 」

電平變化的時間比ttl 電平要快得多,所以lvds 更適合用來傳輸高速變化訊號。其低壓

特點,功耗也低.

三、抗干擾性

0--1電平表示:當輸出v+=350ma電流,v-=0ma電流--那麼輸出的為高電平(在接收端的匹配電阻轉換為電壓值350mv),反之為低電平

擺幅vod=共模差值350mv

在實際線路傳輸中,

v+總電流=a(交流350ma)+d(直流1.2v/100=12ma)-----當然了,最主要的還是差模電壓的交流訊號

v-總電流=a(交流    0ma)+d(直流1.2v/100=12ma)-----當然了,最主要的還是差模電壓的交流訊號

差值--(在100歐姆上的電壓)=[(350+12)-(0+12)]*100=0.35*100=0.35v=350mv

線路存在干擾,並且同時出現在差分線對上,

v+總電流=a(交流350ma)+d(直流1.2v/100=12ma) +g(干擾8ma)-----當然了,最主要的還是差模電壓的交流訊號

v-總電流=a(交流    0ma)+d(直流1.2v/100=12ma)+g(干擾8ma)-----當然了,最主要的還是差模電壓的交流訊號

差值--(在100歐姆上的電壓)=[(350+12+8)-(0+12+8)]*100=0.35*100=0.35v=350mv(由於干擾是加在差分線上的所以相等抵消了). 雜訊被抑止掉。

上述可以形象理解差分方式抑止雜訊的能力。在實際晶元中,是在雜訊容限內,採用「比較」及「量化」來處理的。

lvds 接收器可以承受至少±1v 的驅動器與接收器之間的地的電壓變化。由於lvds驅動器典型的偏置電壓為+1.2v,地的電壓變化、驅動器偏置電壓以及輕度耦合到的雜訊之和,在接收器的輸入端相對於接收器的地是共模電壓。這個共模範圍是:+0.2v~+2.2 v 。

建議接收器的輸入電壓範圍為:0v~+2.4v

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