怎么测量LVDS信号的共模电压和差分电压

LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）是一种低电压、差分信号传输标准，用于长距离和高速数据传输。要测量LVDS信号的共模电压（Common Mode Voltage, CMV）和差分电压（Differential Voltage, DV），你需要使用专用的测试仪器，通常是一些电子测试设备，如示波器或者逻辑分析仪。以下是基本步骤：

1. **连接测试仪器**：将仪器的探头分别连接到LVDS信号的两条线上（一条正线，一条负线）。

2. **设置模式**：确保仪器设置为适当的模拟带宽，比如50Ω阻抗匹配，并选择正确的电压范围，以便能够准确捕捉LVDS信号的幅度。

3. **查看共模电压**：观察探头上显示的两个信号点之间的平均电压，即不考虑信号摆动时的电压，这就是共模电压。它代表了信号传输线路对地电位的平衡情况。

4. **测量差分电压**：看两根导线之间的电压差，这将是信号的真实数据部分。理想情况下，差分电压应大于共模电压。

5. **计算信噪比（SNR）**：如果需要评估信号质量，可以计算差分电压与噪声的比率，这是衡量LVDS信号稳定性的指标。

相关问题

artix-7 LVDS 电压

### Artix-7 FPGA 中 LVDS 接口的电压标准

对于 Xilinx Artix-7 系列中的 LVDS（低电压差分信令）接口，其设计遵循行业标准，确保高效能和可靠性。LVDS 的典型特性阻抗为 100Ω，共模电压范围通常位于 1.2V ± 0.2V[^3]。

LVDS 输出驱动器能够提供大约±3.5mA 的电流，这使得输出摆幅约为 350mVppd（峰峰值差分）。这种低压摆幅有助于减少功耗并提高速度性能，非常适合用于高速串行通信链路和其他高性能应用场景。

### Artix-7 FPGA 中 LVDS 接口的配置方法

为了在 Artix-7 上实现 LVDS 功能，可以利用 Vivado 设计套件来完成必要的设置：

#### 创建 I/O Standard 设置

set_property IOSTANDARD LVDS_25 [get_ports {lvds_signal}]

这段 Tcl 命令指定了目标端口采用的是 `LVDS_25` 标准，这是最常用的 LVDS 版本之一，支持高达 600Mbps 的数据传输速率。

#### 使用 IBUFDS 和 OBUFDS 原语实例化输入输出缓冲区
当需要接收来自外部源的数据时，应使用 IBUFDS 实例；而发送到外部目的地则需用 OBUFDS。下面是一个简单的例子展示如何创建这两个组件：

// 输入缓冲区
IBUFDS #(
    .DIFF_TERM("FALSE"),      // Differential Termination
    .IOSTANDARD("LVDS_25")   // Specify the IO standard
) ibuf_inst (
    .O(lvds_rx),             // Output buffer signal to internal logic
    .I(lvds_p),              // Input positive wire of differential pair
    .IB(lvds_n)              // Input negative wire of differential pair
);

// 输出缓冲区
OBUFDS #(
    .IOSTANDARD("LVDS_25")   // Specify the IO standard
) obuf_inst (
    .O(lvds_p),              // Output positive wire of differential pair
    .OB(lvds_n),             // Output negative wire of differential pair
    .I(lvds_tx)              // Input buffer signal from internal logic
);

上述 Verilog 代码片段展示了如何声明两个原语——一个是用于接收 LVDS 数据流的输入缓冲区 (`IBUFDS`) ，另一个是用来发射 LVDS 数据流的输出缓冲区 (`OBUFDS`) 。注意这里设置了 `.DIFF_TERM("FALSE")` 参数表示不启用差分终端电阻，因为默认情况下已经内置了匹配的终端电阻。

LVDS技术中，如何理解差分信号传输在高速通信系统中的优势？

LVDS，即低电压差分信号技术，是一种常用于高速通信系统的信号传输技术。在高速通信系统中，差分信号传输是一种通过一对线路传输相反的信号来实现的通信方式。这种技术的关键优势在于其能够有效地抵抗电磁干扰（EMI）和串扰，提高信号完整性。

参考资源链接：[LVDS用户手册_2004](https://wenku.csdn.net/doc/6412b78bbe7fbd1778d4aadc?spm=1055.2569.3001.10343)

首先，差分信号中的两个相反信号相互抵消，这意味着大部分共模干扰会被消除。其次，差分信号通过电场的相互抵消减少了电磁辐射，这有助于减少对其他敏感电子元件的干扰。此外，由于差分信号传输是基于电压差来检测信号，因此在较长距离传输时，与单端信号相比，可以实现更高的数据传输速率和更低的误码率。

LVDS的这些优势使其特别适用于高速数据总线、背板互连、视频传输、以及需要长距离传输信号的应用场景。如果您想深入理解和应用LVDS技术，可以参考《LVDS用户手册_2004》这份资料，它由National Semiconductor出品，详细介绍了LVDS的设计规范及一般标准和规范，是学习LVDS技术不可或缺的资源。

参考资源链接：[LVDS用户手册_2004](https://wenku.csdn.net/doc/6412b78bbe7fbd1778d4aadc?spm=1055.2569.3001.10343)