lvds電平詳解，lvds電平標準-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-03-18
LVDS ：低電壓差分信號（Low-Voltage Differential Signaling）是一種信號傳輸模式的電平標準，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傳輸數(shù)據(jù)（采用CMOS 工藝的低電壓差分信號器件），實現(xiàn)點對點（或則點對多：M-LVDS）的連接，具有低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射等優(yōu)點。
LVDS 器件的傳輸機制是把 TTL 邏輯電平轉(zhuǎn)換成低電壓差分信號，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），動態(tài)功耗更小（輸出電流 3~5mA，只有 ECL 電路的 1/7），低 EMI，價格更低，因而在中等頻率（幾百M~幾GHz）差分信號應用上具有較大的優(yōu)勢。
LVDS技術規(guī)范有兩個標準，即TIA（電訊工業(yè)聯(lián)盟）/EIA（電子工業(yè)聯(lián)盟）的ANSI/TIA/EIA-644標準（LVDS也稱為RS-644接口）與IEEE 1596.3標準。
標準參數(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準面向的應用場景的性能要求。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。
下圖為典型的LVDS電路，采用一對差分信號線傳輸數(shù)據(jù)；通過驅(qū)動3.5mA的穩(wěn)定電流源，以350mV低振幅（100Ω終端匹配）的差動信號來高速傳送數(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。通過各半導體廠商改進，可以實現(xiàn)3Gbit/秒左右的高速傳輸速度。
LVDS的輸出端驅(qū)動是一個3.5mA的電流源，并由兩組MOS管（4個）組成一對發(fā)送輸出；
當A+導通，B-斷開時：
1, 電流從右上角Q2（A+ MOS管）驅(qū)動出到藍色傳輸線，即右上A+ MOS管電流方向是：電流源（Driver）右上A+ MOS管藍色傳輸線100Ω終端電阻；
2, 左下角Q3（A+ MOS管）驅(qū)動接至GND，所以此時電流從綠色傳輸線通過左下角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, 整個電流通路最終電流在100Ω終端電阻側(cè)導通，并形成輸出電壓：3.5mA *100Ω = 350mV。
因為傳輸線提供的100Ω阻抗是交流阻抗，對于直流來說是傳輸線是高阻抗，所以終端必須有100Ω端接電阻來提供信號固定電平狀態(tài)下的回流，以保證輸出電壓；
需要再次強調(diào)的是：3.5mA電流從電源源流出到藍色傳輸線，和綠色傳輸線3.5mA電流流入GND，這兩者同時發(fā)生的，才能保證信號邊沿的同步；驅(qū)動電流的路徑并非是：電流源Q2藍色傳輸線100Ω終端電阻綠色傳輸線Q3GND。
當B-導通，A+斷開時：
1, 此時3.5mA驅(qū)動電流從左上角Q1（B- MOS管）流出，并流入綠色傳輸線；
2, 同時藍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?/span>
3, 電流通路最終電流還是在100Ω終端電阻側(cè)導通，但是電流方向與“A+導通，B-斷開”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信號擺幅的差分輸出。
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