1 LVDS技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)
LVDS接口又稱RS-644總線接口，是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)傳輸和接口技術(shù)。LVDS是一電感器種類種小振幅差分信號(hào)技術(shù)，使用非常低的幅度信號(hào)(約350 mV)，它通過(guò)一對(duì)差分PCB走線或平衡電纜來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。其單個(gè)信道傳輸速率可達(dá)到每秒數(shù)百兆比特。其特有的低振幅及恒流源驅(qū)動(dòng)方式只產(chǎn)生極低的噪聲，且其功耗非常小。其傳輸介質(zhì)可以是銅質(zhì)的PCB連線，也可以是平衡電纜。
LVDS技術(shù)和其它接口相比。有著很大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：
(1)高速率
由于LVDS邏輯狀態(tài)間的電壓變化僅為300mV，因而能非常快地改變狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)高速率。
(2)低功耗
隨著工作頻率的增加，LVDS的電源電流仍保持平坦，而CMOS和TTL技術(shù)的電源電流則會(huì)隨頻率增加而指數(shù)上升，這得益于使用恒流線路驅(qū)動(dòng)器。LVDS的電流源可把輸出電流限制到約3．5mA，同時(shí)也能限制跳變期間產(chǎn)生的任何尖峰電流。這樣，在得到高達(dá)1．5 Gbps的高數(shù)據(jù)率的同時(shí)卻不明顯增加功耗。恒流驅(qū)動(dòng)輸出還能容忍傳輸線的短路或接地而不會(huì)產(chǎn)生熱問(wèn)題。由于LVDS降低了終端電阻壓降，因此也降低了電路的總功耗。
(3)噪聲性能好
LVDS產(chǎn)生的電磁干擾很低，這是因?yàn)椴捎昧说碗妷簲[幅、低邊沿速率、奇模式差分信號(hào)、恒流驅(qū)動(dòng)器的原因。其Icc尖峰只產(chǎn)生很低的大功率電感輻射。通過(guò)減小電壓擺幅和電流能量，LVDS可把場(chǎng)強(qiáng)減到了最小；其差分驅(qū)動(dòng)器還引入了奇模式傳輸，即等量方向相反的電流分別在傳輸線上傳輸。以形成電流環(huán)路。從而使電流回路產(chǎn)生最低的電磁干擾；在差分信號(hào)的傳輸中，由于差分接收器只響應(yīng)正負(fù)輸入之差，因此當(dāng)噪聲同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)輸入中時(shí)，其差分信號(hào)的幅度并不受影響。
(4)具有故障安全(fail-safe)特性
由于恒流式驅(qū)動(dòng)不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成任何損害，所以，LVDS驅(qū)動(dòng)器可以帶電插拔。LVDS的另一特點(diǎn)是接收器的故障保護(hù)功能，LVDS接收器在內(nèi)部提供了可靠性線路。故可保證在接收器輸入懸空、短路以及接收器輸入處于驅(qū)動(dòng)器三態(tài)輸出或驅(qū)動(dòng)器供電終止等情況下的可靠輸出(約定為“1”)，從而防止輸出產(chǎn)生振蕩。
(5)集成能力強(qiáng)
由于可在標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝中實(shí)現(xiàn)高速LVDS，故采用LVDS模擬電路集成復(fù)雜的數(shù)字功能是非常有利的。
基于LVDS技術(shù)的眾多優(yōu)點(diǎn)。面向LVDS的電路模塊越來(lái)越多。本文的LVDS串行器／解串器MAX9205／MAX9206就是其中最典型的一對(duì)器件。
2 MAX9205和MAX9206概述
MAX9205和MAX9206是美信公司推出的一組差分信號(hào)芯片組。其中MAX9205可將1O位并行COM數(shù)據(jù)或TTL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有內(nèi)嵌時(shí)鐘的高速串行數(shù)據(jù)流；MAX9206則是可接收該串行數(shù)據(jù)流并將它們轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)的解串器。同時(shí)又可以重建并行時(shí)鐘。該器件組進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換采用的是內(nèi)嵌時(shí)鐘，這樣就可有效的解決由于時(shí)鐘與數(shù)大電流電感據(jù)的不嚴(yán)格同步而制約高速傳輸?shù)钠款i問(wèn)題。MAX9205／MAX9206的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方法如圖1所示。
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2．1 MAX9205和MAX9206的工作原理
MAX9205 LVDS串行器和MAX9206 LVDS解串器能夠通過(guò)差分特性阻抗為100 Ω的串行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路來(lái)傳輸高速數(shù)據(jù)。MAX92一體成型電感05和MAX9206的并行時(shí)鐘頻率范圍為16～40 MHz。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時(shí)候，串行器元件內(nèi)部將自動(dòng)加上兩個(gè)數(shù)據(jù)位，即在并行送入的10位數(shù)據(jù)中加上一個(gè)起始位(1)和一個(gè)終止位(0)，這樣，串行器輸出就形成了一個(gè)12位的串行數(shù)據(jù)流，而解串器在接收數(shù)據(jù)的同時(shí)，則根據(jù)接收數(shù)據(jù)終止位和起始位之間的上升沿來(lái)恢復(fù)并行時(shí)鐘頻率。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠
