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低压差分信号

低功率差分串行通信协议电气特性的技术标准。
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描述

LVDS(低压差分信号)是一种高速、远距离的数字接口,用于串行通信(每次发送一个比特),通过两根相互180度放置的铜线(差分)。这种配置通过使噪声更易于发现和过滤来减少噪声排放。LVDS通常用于SerDes配置。

LVDS输出能够跟上高数据速率并保持低噪声排放,从而保护模拟前端的性能。此外,一些制造商通过将输出位串行化到LVDS对上,减少了将信号从一点传输到另一点所需的电线数量,通过避免并行传输数据时可能发生的倾斜相关错误,进一步提高了精度。

LVDS已经成为许多应用的解决方案,这些应用要求低功耗和高噪声抗扰性,以实现高数据速率。自ANSI/TIA/EIA-644标准化以来,LVDS已在各种应用和行业中实现。LVDS标准提供了定义LVDS接口的驱动器输出和接收器输入的电气特性的指导方针,但没有定义特定的通信协议、所需的工艺技术、介质或电压供应。该标准的一般性、非特定于应用的性质有利于LVDS在各种商业和军事应用中的采用。此外,对带宽的需求不断增长,导致了高性能技术的出现,如基于高速LVDS连接的PCI Express和HyperTransport。LVDS的低功耗和高抗干扰性,以及大量的商用现货(COTS) LVDS组件,使得许多军事和航空航天应用选择LVDS作为高速数据传输的可靠、长期解决方案。

LVDS的电气特性
LVDS标准定义了LVDS接口的发射机和接收机的电气特性。LVDS使用低电压波动的差分信号以高速率传输数据。差分信号与传统的单端信号不同,差分信号是用两条互补的线路而不是一条线路来传输一个信号。也就是说,产生两个极性相反的信号,然后数据传输将这两个信号相互引用。这种传输方案为数据传输系统提供了仅对地引用的单端系统无法提供的大共模抑制和抗干扰性。

图1展示了一个典型的LVDS发射器。该变送器由电流模式驱动器组成,通过差分对的传输线提供约3.5 mA的电流。在接收器上,一个100 Ω的终止电阻被用来匹配连接接收器和驱动器的传输线的阻抗。将该终止电阻的阻抗与传输线的阻抗紧密匹配,可以减少降低信号质量的有害信号反射。终端电阻还提供系统的互补信号路径之间的路径。接收机的高输入阻抗导致来自驱动器的3.5 mA电流流过100 Ω终端电阻,导致接收机输入之间产生350mv的电压差。当驱动器内的电流路径从一个路径改变到另一个路径时,流经接收器端端电阻的电流方向也会发生变化。通过电阻器的电流方向决定了读取的差压是正还是负。正差分电压表示逻辑高电平,负差分电压表示逻辑低电平。*

图1。LVDS驱动器和接收器。资料来源:国家仪器理解用于数字测试系统的LVDS“*

*国家仪器公司贡献了LVDS的定义。阅读更多在这里
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