簡介
今天我們簡單聊聊LVDS。
首先,什么是LVDS呢?
L - Low(低)
V - Voltage(電壓)
D - Differential(差分)
S - Signaling(信號(hào))
**顧名思義,LVDS就是低電壓差分信號(hào)。**從名稱上看,該信號(hào)有兩個(gè)特點(diǎn),一是“低電壓”,二是“差分”。第一點(diǎn)容易理解,“低電壓”即供電電壓低。我們著重來說說第二點(diǎn)“差分”。
所謂“差分”,它不同于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的傳輸方式,而是用兩根信號(hào)線“作差”的方式傳輸信號(hào)。
其實(shí),從嚴(yán)格意義上來講,所有信號(hào)都是“差分”的。因?yàn)殡妷罕旧砭褪请妱?shì)的差值,是一個(gè)相對(duì)值。只不過傳統(tǒng)的單端信號(hào)是信號(hào)對(duì)地的“差分”,而我們這里提出的“差分”是兩根信號(hào)線之間的“差分”。
一般情況下,差分信號(hào)振幅相等,相位相差180度。它就像一個(gè)蹺蹺板,若把左高右低定義為正,那么左低右高便為負(fù)。差分信號(hào)可以像蹺蹺板一樣上下振蕩,但它們的均值總維持在一定范圍內(nèi)。
特點(diǎn)
了解“差分”后,我們心里大致明白差分信號(hào)把原來的一根信號(hào)線變成了一對(duì)信號(hào)線。這樣一來,接口復(fù)雜度和布線面積必然變大,成本必然升高,我們?yōu)槭裁匆绱舜筚M(fèi)周章呢?
接下來,我們來看看LVDS帶來的益處。
01
對(duì)“地”一致性要求較低
理想狀態(tài)下,我們把地當(dāng)作零電勢(shì)點(diǎn),而實(shí)際應(yīng)用往往并非如此。這樣一來,如果不同的A地與B地電勢(shì)不同,那么單端信號(hào)對(duì)地進(jìn)行“差分”就會(huì)產(chǎn)生差異。
而LVDS是兩根信號(hào)線的“差分”,只要地電勢(shì)的變化在一定范圍內(nèi),差分信號(hào)幾乎不受影響。即LVDS對(duì)“地”的一致性要求較低,能適應(yīng)較大范圍的地電勢(shì)變化。
02
對(duì)外部電磁干擾高度免疫
舉個(gè)簡化的例子,如果外部電磁對(duì)信號(hào)始終有一個(gè)0.1V的干擾,那么單端信號(hào)始終會(huì)受到這個(gè)電磁干擾。
而對(duì)于差分信號(hào),因?yàn)槠鋬筛盘?hào)線都受到這個(gè)電磁干擾,進(jìn)行差分之后,這個(gè)電磁干擾便相減消去了。所以差分信號(hào)對(duì)外部電磁干擾高度免疫,即LVDS能有效地抑制電磁干擾,具備較強(qiáng)的抗噪聲能力。
03
處理雙極信號(hào)更方便
在單端信號(hào)系統(tǒng)中,我們?nèi)绻幚黼p極信號(hào),一般會(huì)在電勢(shì)中點(diǎn)人為的添設(shè)一個(gè)“虛地”。添設(shè)“虛地”增加了工作量,且保證“虛地”穩(wěn)定性又需費(fèi)心。
而LVDS本身就是兩極的,所以處理雙極信號(hào)更為方便。
04
具備高速傳輸能力
LVDS低電壓、恒流源的工作模式?jīng)Q定了它的低功耗,也讓它具備了高速的傳輸能力。在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中,它的理論極限速率可達(dá)1.923Gbps。
實(shí)例
最后,我們來看一個(gè)工程中的實(shí)例。
上圖是一個(gè)LVDS的設(shè)計(jì)框圖,用于實(shí)現(xiàn)LVDS信號(hào)的發(fā)送、接收與轉(zhuǎn)換。它包括左側(cè)的發(fā)送器、右側(cè)的接收器,以及中間的互聯(lián)器(PCB走線)。
典型的LVDS發(fā)送器有四通道、五通道和十通道。這里給出的是五通道,其中包括4個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)通道和1個(gè)時(shí)鐘信號(hào)通道,每個(gè)通道均傳輸一對(duì)差分信號(hào)。
值得注意的是,LVDS發(fā)送器在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi),每個(gè)數(shù)據(jù)通道輸出的都是7位串行數(shù)據(jù),而非常見的8位數(shù)據(jù)。
LVDS接收器將四組7位串行數(shù)據(jù)通過內(nèi)置的串并轉(zhuǎn)換器,便可得到一組28位的輸出數(shù)據(jù),完成了信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
-
振蕩器
+關(guān)注
關(guān)注
28文章
3795瀏覽量
138741 -
接收器
+關(guān)注
關(guān)注
14文章
2451瀏覽量
71708 -
電磁干擾
+關(guān)注
關(guān)注
36文章
2259瀏覽量
105241 -
PCB走線
+關(guān)注
關(guān)注
3文章
133瀏覽量
13883 -
LVDS信號(hào)
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
17瀏覽量
7813
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論