高速差分接收器SN65LVDS33/34、SN65LVDT33/34的特性與應(yīng)用解析

在高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，差分信號(hào)技術(shù)憑借其出色的抗干擾能力和高速傳輸特性，成為眾多工程師的首選。德州儀器（TI）的SN65LVDS33、SN65LVDT33、SN65LVDS34和SN65LVDT34這一系列LVDS數(shù)據(jù)線路接收器，更是以其卓越的性能，在行業(yè)中占據(jù)了重要地位。今天，我們就來(lái)深入探討一下這幾款接收器的特性、應(yīng)用以及相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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特性亮點(diǎn)

高速性能

這幾款接收器具有高達(dá)400-Mbps的信號(hào)速率和200-Mxfr/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，能夠滿足大多數(shù)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。在?shí)際應(yīng)用中，高速性能意味著可以更快地處理和傳輸大量數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的整體效率。

寬共模輸入電壓范圍

該系列接收器提供了行業(yè)內(nèi)最寬的共模輸入電壓范圍，從 -4 V 到 5 V。這一特性使得它們能夠與5-V PECL信號(hào)兼容，同時(shí)提高了整體的接地噪聲容限。在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，寬共模輸入電壓范圍可以有效減少噪聲對(duì)信號(hào)的干擾，保證信號(hào)的穩(wěn)定性。

精確的輸入閾值控制

通過(guò)精確控制差分輸入電壓閾值，接收器能夠包含50 mV的輸入電壓遲滯，從而提高對(duì)緩慢變化輸入信號(hào)的噪聲抑制能力。在整個(gè)共模輸入電壓范圍內(nèi)，輸入閾值不超過(guò)±50 mV，確保了信號(hào)的準(zhǔn)確識(shí)別和處理。

集成終端電阻

LVDT系列產(chǎn)品集成了110-Ω的線路終端電阻，消除了在電纜或傳輸介質(zhì)接收端使用外部電阻的需求。這不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，還降低了成本和電路板空間的占用。而對(duì)于需要多節(jié)點(diǎn)或其他終端電路的應(yīng)用，非終端的SN65LVDS系列也提供了選擇。

靜電放電保護(hù)

接收器能夠承受±15 kV人體模型（HBM）和±600 V機(jī)器模型（MM）的靜電放電，而不會(huì)對(duì)輸入引腳造成損壞。這一特性為產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性提供了有力保障，特別是在可能存在靜電干擾的環(huán)境中。

有源故障安全電路

該系列接收器包含一個(gè)（專利申請(qǐng)中）故障安全電路，在輸入信號(hào)丟失后的600 ns內(nèi)提供高電平輸出。常見(jiàn)的信號(hào)丟失原因包括電纜斷開(kāi)、線路短路或發(fā)射器斷電等。故障安全電路可以防止在這些故障條件下將噪聲作為有效數(shù)據(jù)接收，提高了系統(tǒng)的可靠性。

應(yīng)用選擇

可選型號(hào)

工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的型號(hào)。例如，如果需要集成終端電阻以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可以選擇LVDT系列；如果需要多節(jié)點(diǎn)或其他終端電路，則可以選擇SN65LVDS系列。

應(yīng)用場(chǎng)景

這些接收器的預(yù)期應(yīng)用和信號(hào)技術(shù)是在約100 Ω的受控阻抗介質(zhì)上進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)基帶數(shù)據(jù)傳輸。傳輸介質(zhì)可以是印刷電路板走線、背板或電纜。最終的數(shù)據(jù)傳輸速率和距離取決于介質(zhì)的衰減特性和環(huán)境噪聲耦合情況。常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景包括高速數(shù)據(jù)通信、工業(yè)自動(dòng)化、視頻傳輸?shù)阮I(lǐng)域。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電源和電容

建議在VCC和接地平面之間放置一個(gè)0.1-μF的Z5U陶瓷、云母或聚苯乙烯介質(zhì)的0805尺寸芯片電容，并將其盡可能靠近設(shè)備端子。電容的作用是穩(wěn)定電源電壓，減少電源噪聲對(duì)接收器的影響。

終端電阻匹配

終端電阻值應(yīng)與傳輸介質(zhì)的標(biāo)稱特性阻抗匹配，誤差在±10%以內(nèi)。正確的終端電阻匹配可以減少信號(hào)反射，提高信號(hào)質(zhì)量。

未使用引腳處理

未使用的使能輸入應(yīng)根據(jù)需要連接到VCC或GND。這樣可以避免未使用引腳引入的噪聲和干擾，保證接收器的正常工作。

相關(guān)技術(shù)應(yīng)用

有源故障安全特性

該系列接收器的有源故障安全特性解決了當(dāng)前LVDS故障安全解決方案的局限性。通過(guò)一個(gè)由主接收器和兩個(gè)故障安全接收器組成的窗口比較器，以及一個(gè)600-ns的故障安全定時(shí)器，確保在輸入信號(hào)丟失時(shí)輸出高電平。這一特性在實(shí)際應(yīng)用中可以有效提高系統(tǒng)的可靠性，特別是在對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求較高的場(chǎng)合。

ECL/PECL - 到 - LVTTL轉(zhuǎn)換

該系列接收器可以實(shí)現(xiàn)ECL/PECL到LVTTL的轉(zhuǎn)換。通過(guò)在LVDS接收器的輸入處實(shí)現(xiàn)一個(gè)小的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)，或者直接連接到ECL驅(qū)動(dòng)器（僅需要ECL終端所需的偏置電壓），設(shè)計(jì)師可以充分利用LVDS的優(yōu)勢(shì)。這種轉(zhuǎn)換在高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中非常有用，可以實(shí)現(xiàn)不同邏輯電平之間的兼容。

總結(jié)

SN65LVDS33、SN65LVDT33、SN65LVDS34和SN65LVDT34這一系列LVDS數(shù)據(jù)線路接收器以其高速性能、寬共模輸入電壓范圍、精確的輸入閾值控制、集成終端電阻、靜電放電保護(hù)和有源故障安全電路等特性，為高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的型號(hào)，并注意電源、電容、終端電阻匹配和未使用引腳處理等設(shè)計(jì)要點(diǎn)。同時(shí)，有源故障安全特性和ECL/PECL - 到 - LVTTL轉(zhuǎn)換等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，也為系統(tǒng)的可靠性和兼容性提供了有力保障。

你在使用這些接收器的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題？你對(duì)它們的性能和應(yīng)用有什么獨(dú)特的見(jiàn)解？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。