LVDS接口电路及设计

LVDS接口电路及设计

LVDS接口又称RS-644总线接口,是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。LVDS即低电压差分信号,这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据,可以实现点对点或一点对多点的连接,具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点,其传输介质可以是铜质的PCB连线,也可以是平衡电缆。LVDS在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统中得到了越来越广泛的应用。目前,流行的LVDS技术规范有两个标准：一个是TIA/EIA（电讯工业联盟/电子工业联盟）的ANSI/TIA/EIA－644标准,另一个是IEEE 1596.3标准。

　　1995年11月,以美国国家半导体公司为主推出了ANSI/TIA/EIA－644标准。1996年3月,IEEE公布了IEEE 1596.3标准。这两个标准注重于对LVDS接口的电特性、互连与线路端接等方面的规范,对于生产工艺、传输介质和供电电压等则没有明确。LVDS可采用CMOS、GaAs或其他技术实现,其供电电压可以从+5V到+3.3V,甚至更低;其传输介质可以是PCB连线,也可以是特制的电缆。标准推荐的最高数据传输速率是655Mbps,而理论上,在一个无衰耗的传输线上,LVDS的最高传输速率可达1.923Gbps。

LVDS接口的原理及电特性
　　一个简单的LVDS传输系统由一个驱动器和一个接收器通过一段差分阻抗为100Ω的导体连接而成,如图1所示。驱动器的电流源（通常为3.5mA）来驱动差分线对,由于接收器的直流输入阻抗很高,驱动器电流大部分直接流过100Ω的终端电阻,从而在接收器输入端产生的信号幅度大约350mV 。通过驱动器的开关,改变直接流过电阻的电流的有无,从而产生“1”和“0”的逻辑状态。在有些最新生产的LVDS接收器中,100Ω左右的电阻直接集成在片内输入端上了,如MAXIM公司的MAX9121/9122等。

　　在LVDS系统中,采用差分方式传送数据,有着比单端传输方式更强的共模噪声抑制能力。道理很简单,因为一对差分线对上的电流方向是相反的,当共模方式的噪声耦合到线对上时,在接收器输入端产生的效果是相互抵消的,因而对信号的影响很小。这样,就可以采用很低的电压摆幅（见表1）来传送信号,从而可以大大提高数据传输速率和降低功耗。

　　表1是LVDS驱动器的主要电特性参数,

参数