LVDS器件工作原理浅析
lvds是一种小振幅差分信号技术，使用这种技术传输速率可以达到数百兆，甚至更高； lvds具有更低的功耗、更好的噪声性能和更可靠的稳定性。简要地介绍了lvds的原理及优势，分析了lvds接口设计要注意的问题，着重研究了lvds与lvpecl、cml间的接口设计；同时给出了不同耦合方式下的电路设计图
引 言
对于高速电路，尤其是高速数据总线，常用的器件一般有ecl、btl和gtl等。这些器件的工艺成熟，应用也较为广泛，但都存在一个共同的弱点，即功耗大。
此外， 采用单端信号的btl 和gtl器件，电磁辐射也较强。目前， ns公司率先推出的cmos工艺的低电压差分信号器件， 即lvds给了人们另一种选择。
lvds技术简介
lvds（low voltage differential signaling）是一种小振幅差分信号技术，使用非常低的幅度信号（约350 mv）通过一对差分pcb走线或平衡电缆传输数据。它允许单个信道传输速率达到每秒数百兆比特，其特有的低振幅及恒流源模式驱动只产生极低的噪声，消耗非常小的功率。
lvds定义在2个国际标准中： ieee p1596.3 （1996 年3 月通过） ， 主要面向sc i （ scalablecoherent interface） ，定义了lvds的电特性，还定义了sc i协议中包交换时的编码； ansi /eia -644 （1995年11月通过） ，主要定义了lvds的电特性，并建议了655 mb / s的最大速率和1. 823gb / s的无失真媒质上的理论极限速率。在2个标准中都指定了与物理媒质无关的特性，这保证了lvds能成为多用途的接口标准。
lvds器件的工作原理
lvds器件的工作原理如图1所示。
图1 lvds的工作原理图
lvds驱动器由一个驱动差分线对的电流源组成，通常为3. 5 ma.lvds接收器具有很高的输入阻抗，因此驱动器输出的电流大部分都流过100ω的匹配电阻，并在接收器的输入端产生大约350 mv的电压。当驱动器翻转时，它改变流经电阻的电流方向，产生有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。
驱动器只有一个恒流源，这个差分驱动器采用奇模（odd - mode）的传输方式，即等量的方向相反的电流分别在传输线路上传送。电流会重新回流到双绞线内，加上电流环路面积较小，因此产生最少电磁干扰。
电源将供电加以限制，以免转变时产生突变电流。由于并无突变电流出现，因此数据传输速度高达1. 5 gb / s，但又不会大幅增加功耗。此外，恒流驱动器的输出可以容许传输线路出现短路情况或接地，而且即使这样也不会产生散热上的问题。
差分接收器是一款高阻抗芯片，可以检测小至20 mv的差分信号，然后将这些信号放大，以至达到标准逻辑电位。由于差分信号具有1. 2 v的典型驱动器补偿电压，而接收器可以接受由接地至2. 4 v的输入电压，因此可以抑制高达±1 v来自传输线路的共模噪声。
由于逻辑状态之间只有300 mv 的电压差别，因此电压变化极快， 但转换速率不会加快。
又由于转变速度减慢，使得辐射场的强度也大幅减弱。同样，传输路线阻抗不连续性的反射也不会成为大问题，有助减低电波辐射量及信号的串扰。
总结
随着信息化的发展， lvds的高性能、低功耗、低噪声的优点，使得lvds将成为很多设计适合的方案。lvds不仅能够以数百兆的速率传输数据而且驱动距离可达10 m，远胜于其他标准。
这些优点可能使lvds成为高速数据传输的标准。
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此外， 采用单端信号的btl 和gtl器件，电磁辐射也较强。目前， ns公司率先推出的cmos工艺的低电压差分信号器件， 即lvds给了人们另一种选择。
lvds技术简介
lvds（low voltage differential signaling）是一种小振幅差分信号技术，使用非常低的幅度信号（约350 mv）通过一对差分pcb走线或平衡电缆传输数据。它允许单个信道传输速率达到每秒数百兆比特，其特有的低振幅及恒流源模式驱动只产生极低的噪声，消耗非常小的功率。
lvds定义在2个国际标准中： ieee p1596.3 （1996 年3 月通过） ， 主要面向sc i （ scalablecoherent interface） ，定义了lvds的电特性，还定义了sc i协议中包交换时的编码； ansi /eia -644 （1995年11月通过） ，主要定义了lvds的电特性，并建议了655 mb / s的最大速率和1. 823gb / s的无失真媒质上的理论极限速率。在2个标准中都指定了与物理媒质无关的特性，这保证了lvds能成为多用途的接口标准。
lvds器件的工作原理
lvds器件的工作原理如图1所示。
图1 lvds的工作原理图
lvds驱动器由一个驱动差分线对的电流源组成，通常为3. 5 ma.lvds接收器具有很高的输入阻抗，因此驱动器输出的电流大部分都流过100ω的匹配电阻，并在接收器的输入端产生大约350 mv的电压。当驱动器翻转时，它改变流经电阻的电流方向，产生有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。
驱动器只有一个恒流源，这个差分驱动器采用奇模（odd - mode）的传输方式，即等量的方向相反的电流分别在传输线路上传送。电流会重新回流到双绞线内，加上电流环路面积较小，因此产生最少电磁干扰。
电源将供电加以限制，以免转变时产生突变电流。由于并无突变电流出现，因此数据传输速度高达1. 5 gb / s，但又不会大幅增加功耗。此外，恒流驱动器的输出可以容许传输线路出现短路情况或接地，而且即使这样也不会产生散热上的问题。
差分接收器是一款高阻抗芯片，可以检测小至20 mv的差分信号，然后将这些信号放大，以至达到标准逻辑电位。由于差分信号具有1. 2 v的典型驱动器补偿电压，而接收器可以接受由接地至2. 4 v的输入电压，因此可以抑制高达±1 v来自传输线路的共模噪声。
由于逻辑状态之间只有300 mv 的电压差别，因此电压变化极快， 但转换速率不会加快。
又由于转变速度减慢，使得辐射场的强度也大幅减弱。同样，传输路线阻抗不连续性的反射也不会成为大问题，有助减低电波辐射量及信号的串扰。
总结
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