LVDS技术详解：低电压差分信号的原理与应用

"LVDS 结构原理分析" LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种低电压差分信号技术，广泛应用于高速数据传输领域。它的主要特点是低摆幅、低噪声、低功耗，使得数据能够在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps甚至更高的速率传输。 LVDS信号的基本组成部分包括差分信号发送器、差分信号互联器和差分信号接收器。差分信号发送器负责将传统的非平衡TTL信号转换为LVDS信号，这一过程通常由特定的集成电路如DS90C031来实现。而差分信号接收器则执行相反的任务，将LVDS信号转换回TTL信号，常见的接收器芯片有DS90C032。差分信号互联器主要包括连接线（例如电缆或PCB走线）以及终端匹配电阻，通常为100或120欧姆。 LVDS信号的电平特性十分关键。其物理接口使用1.2V作为基准电压，摆幅约为400mV。驱动器通过一个电流源（通常3.5mA）驱动差分线对，而接收器具有高输入阻抗。当终端电阻在100至120欧姆范围内时，电压摆动幅度在350mV至420mV之间。这种电流驱动方式确保了信号的稳定传输。 与PECL（Positive Emitter Coupled Logic）电平相比，LVDS的电压变化速度更快。LVDS的逻辑“0”到逻辑“1”的转变发生在0.85V至1.55V之间，这一过程远快于TTL电平，因此特别适合处理高速变化的信号。同时，由于其低压特性，LVDS的功耗也相对较低，这在高速微电子设计中尤其重要，因为它可以减少系统的热量产生，提高系统稳定性。 LVDS技术的应用非常广泛，常见于显卡、显示器接口、高速串行总线如PCI Express、以及各种高速数据通信设备中。它能够有效降低信号间的干扰，提高数据传输的可靠性和效率，因此在现代数字系统设计中占据了重要地位。通过深入理解LVDS的工作原理和特性，工程师可以更好地优化系统设计，提高系统性能。