深入解析DS90LV032AQML：一款高性能LVDS差分線接收器

在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娮釉O(shè)計(jì)領(lǐng)域，低電壓差分信號(hào)（LVDS）技術(shù)憑借其低功耗、高速率和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，得到了廣泛應(yīng)用。今天，我們就來詳細(xì)探討德州儀器（TI）推出的DS90LV032AQML，一款3V LVDS四通道CMOS差分線接收器。

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產(chǎn)品概述

DS90LV032A專為需要超低功耗和高數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它能夠接收低電壓（典型值350 mV）的差分輸入信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為3V CMOS輸出電平。該接收器支持三態(tài)（TRI - STATE?）功能，可用于輸出復(fù)用。與高功率的PECL/ECL設(shè)備相比，DS90LV032A和配套的LVDS線驅(qū)動(dòng)器（如DS90LV031A）為高速點(diǎn)對點(diǎn)接口應(yīng)用提供了新的選擇。此外，它還具備斷電時(shí)LVDS輸入高阻抗的特性，確保在無電源（$V_{CC}$）時(shí)，對LVDS總線線路的負(fù)載影響最小。

產(chǎn)品特性

1. 低偏斜：具有低芯片間偏斜和低差分偏斜，典型的上升/下降時(shí)間為350pS，有助于保證信號(hào)的同步性和準(zhǔn)確性。
2. 高阻抗輸入與低功耗：LVDS輸入具有高阻抗，在斷電時(shí)功耗低，滿足節(jié)能需求。
3. 小信號(hào)接收能力：能夠接受小擺幅（330 mV）的差分信號(hào)電平，兼容ANSI/TIA/EIA - 644標(biāo)準(zhǔn)。
4. 寬工作溫度范圍：工作溫度范圍為 - 55°C至 + 85°C，適用于多種惡劣環(huán)境。
5. 引腳兼容性：引腳與DS90C032A和DS26C32A兼容，方便進(jìn)行升級和替換。

電氣特性

直流參數(shù)

在電源電壓范圍3.15V至3.45V和工作溫度 - 55°C至 + 85°C的條件下，對DS90LV032A的各項(xiàng)直流參數(shù)進(jìn)行了測試。例如，差分輸入低閾值（$V{TL}$）和高閾值（$V{Th}$）分別為 - 100 mV和100 mV（$V{CM}$ = + 1.2V）；輸出高電壓（$V{OH}$）在特定條件下為2.7V等。這些參數(shù)為電路設(shè)計(jì)提供了重要的參考依據(jù)。

交流參數(shù)

交流參數(shù)測試條件為$V{CC}$ = 3.15 / 3.3 / 3.45V，$C{L}$ = 20pF。包括差分傳播延遲（$t{PHLD}$、$t{PLHD}$）、差分偏斜（$t{skD}$）、通道間偏斜（$t{sk1}$）、芯片間偏斜（$t{sk2}$）以及使能和禁用時(shí)間（$t{PLZ}$、$t{PHZ}$、$t{PZH}$、$t_{PZL}$）等。這些參數(shù)反映了接收器在高速信號(hào)處理時(shí)的性能表現(xiàn)。

典型應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

平衡系統(tǒng)應(yīng)用

DS90LV032A通常用于點(diǎn)對點(diǎn)配置，通過平衡介質(zhì)（如標(biāo)準(zhǔn)雙絞線電纜、平行對電纜或PCB走線）連接到驅(qū)動(dòng)器。為了匹配介質(zhì)特性，應(yīng)選擇100Ω的終端電阻，并將其盡可能靠近接收器輸入引腳放置。這樣可以將驅(qū)動(dòng)器的電流模式輸出轉(zhuǎn)換為接收器能夠檢測的電壓信號(hào)。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. 電源去耦：在電源引腳使用旁路電容，建議采用0.1μF、0.01μF和0.001μF的高頻陶瓷電容并聯(lián)，并在印刷電路板上分散布置。同時(shí)，在電源入口點(diǎn)連接一個(gè)10μF（35V）或更大的固體鉭電容。
2. PCB設(shè)計(jì)：至少使用4層PCB，分別用于LVDS信號(hào)、地、電源和TTL信號(hào)。將TTL信號(hào)與LVDS信號(hào)隔離，最好將它們放置在不同的層，并通過電源/接地層進(jìn)行隔離。此外，應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)器和接收器靠近LVDS端口側(cè)的連接器。
3. 差分走線：使用受控阻抗走線，使其與傳輸介質(zhì)和終端電阻的差分阻抗相匹配。差分對走線應(yīng)盡可能靠近，短截線長度應(yīng)小于10mm，以減少反射和噪聲。
4. 終端匹配：選擇90Ω至130Ω的電阻進(jìn)行終端匹配，最好使用1%至2%的表面貼裝電阻。終端電阻與接收器之間的距離應(yīng)小于10mm（最大12mm）。
5. 探測：使用高阻抗（> 100 kΩ）、低電容（< 2 pF）的示波器探頭和帶寬為1 GHz的示波器進(jìn)行LVDS傳輸線的探測，避免因不當(dāng)探測導(dǎo)致結(jié)果失真。
6. 電纜和連接器：選擇具有約100Ω匹配差分阻抗的受控阻抗介質(zhì)，如平衡電纜（如雙絞線），以減少噪聲和提高信號(hào)質(zhì)量。

故障保護(hù)功能

DS90LV032A的內(nèi)部故障保護(hù)電路能夠?yàn)楦?dòng)、終端或短路的接收器輸入提供保護(hù)，確保輸出處于穩(wěn)定的高電平狀態(tài)。對于未使用的通道輸入，應(yīng)保持開路，不要連接到地或其他電壓。此外，還可以使用5kΩ至15kΩ的外部上拉和下拉電阻來增強(qiáng)故障保護(hù)能力，同時(shí)將共模偏置點(diǎn)設(shè)置為約1.2V（小于1.75V）。

引腳描述

總結(jié)

DS90LV032AQML以其出色的性能和豐富的特性，為高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在設(shè)計(jì)過程中，工程師需要充分考慮其電氣特性、應(yīng)用要求和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用類似LVDS接收器時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。