LVDS线是一种新技术, 因而在使用时LVDS和其他逻辑电路的接口设计就很重要,设计时,应注意以下问题:
(1)根据系统的工作电源配置情况和需要传输的数据电平,合理选用驱动器和芯片,或者根据接口芯片的情况,对被传输的数据行电平转换。
(2) 注意阻抗匹配。根据输入端的情况确定是否需要外接100 Ω 电阻,同时要根据PCB的板材和参数合理设计驱动器的线输出阻抗,使其在90~107Ω 范围内。PCB传输线要尽可能地短,因为过长的线路,不但传输衰耗加大,降低了传输速率,而且阻抗也容易失配,并可能影响到信号的完整性。
LVDS线器件是用CMOS工艺实现的,而CMOS能够提供较低的静态功耗;当恒流源的驱动电流为3.5mA,负载(100Ω终端匹配)的功耗仅为1.225mW;LVDS的功耗是恒定的,不像CMOS收发器的动态功耗那样相对频率而上升。恒流源模式的驱动设计降低了系统功耗,并大地降低了频率成分对功耗的影响。虽然当速率较低时,CMOS的功耗比LVDS小,但是随着频率的提高,CMOS的功耗将逐渐增加,终需要消耗比LVDS更多的功率。通常,当频率等于200MSps时,LVDS和CMOS的功耗大致相同。
LVDS之所以成为目前高速I/O接口的信号形式来解决高速数据传输的限制,就是因为它在传输速度、功耗、抗噪声、EMI等方面具有优势。
高速传输能力:在ANS/EIA/EIA-64定义中的LVDS标准,理论限速率为1.923Gbps,恒流源模式、低摆幅输出的工作模式决定着IVDS具有高速驱动能力。
LVDS线接口采用低压差分信号技术,其发送和接收不依赖于供电电压,如5V,因此,LVDS能比较容易地应用于低电压系统中,如3.3V甚至2.5V,且保持同样的信号电平和性能。
LVDS也易于终端匹配,通常,一个尽可能靠近接收输入端的100Ω匹配电阻跨在差分线上,便可提供良好的匹配和的信号质量。100欧电阻离接收端距离不能**过500mil,控制在300mil以内。
LVDS分外层微带线差分模式和内层带状线差分模式两种,分别如图2、图3所示。通过合理设置参数,阻抗可利用相关阻抗计算软件(如POLAR-SI6000、CADENCE的ALLEGRO)计算也可利用阻抗计算公式计算。
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