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各种电平(LVDS、PECL、CML) 介绍
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更新于2023-03-03
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各种电平(LVDS、PECL、CML) 介绍 LVDS、PECL和 CML介绍
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应用笔记:
HFAN-1.0
Rev. 1; 4/08
LVDS
、
PECL
和
CML
介绍
[本应用笔记中的一些器件最初发布于
2000 年 7 月 3 日 1120 期的 Electronic Engineering Times]
Maxim Integrated Products
目录
1
引言 ....................................................................................................................................................................1
2 PECL 接口 .........................................................................................................................................................1
2.1 PECL 输出结构..........................................................................................................................................1
2.2 PECL 输入结构..........................................................................................................................................2
3 CML 接口...........................................................................................................................................................3
3.1 CML 输出结构...........................................................................................................................................3
3.2 CML 输入结构...........................................................................................................................................3
4 LVDS 接口.........................................................................................................................................................4
4.1 LVDS 输出结构.........................................................................................................................................4
4.2 LVDS 输入结构.........................................................................................................................................4
5 接口互连 ............................................................................................................................................................6
5.1 CML 到 CML 的连接 ................................................................................................................................6
5.2 PECL 到 PECL 的连接 ..............................................................................................................................6
5.2.1 直流耦合:驱动 50Ω 至(V
CC
-2V)的戴维宁等效电路 ....................................................................6
5.2.2 交流耦合 ............................................................................................................................................7
5.3 LVDS 与 LVDS 的连接.............................................................................................................................8
6 LVDS、PECL、CML 间的互连 ......................................................................................................................8
6.1 LVPECL 到 CML 的连接..........................................................................................................................8
6.1.1 交流耦合 ............................................................................................................................................8
6.1.2 直流耦合 ............................................................................................................................................9
6.2 CML 到 LVPECL 的连接........................................................................................................................11
6.3 LVPECL 到 LVDS 的连接 ......................................................................................................................11
6.3.1 直流耦合 ..........................................................................................................................................11
6.3.2 交流耦合 ..........................................................................................................................................11
6.4 LVDS 到 LVPECL 的连接 ......................................................................................................................11
6.4.1 直流耦合 ..........................................................................................................................................11
6.4.2 交流耦合 ..........................................................................................................................................13
6.5 CML 和 LVDS 间互连 ............................................................................................................................14
应用笔记 HFAN-1.0 (Rev. 1; 4/08) Maxim Integrated Products
Page
ii
图目录
图 1. PECL 输出结构.................................................................................................................................................1
图 2. PECL 输入结构.................................................................................................................................................2
图 3. CML 输出结构..................................................................................................................................................3
图 4. 直流耦合与交流耦合情况下,CML 输出波形..............................................................................................3
图 5. CML 输入电路配置..........................................................................................................................................3
图 6. LVDS 输出结构................................................................................................................................................4
图 7. LVDS 输入结构................................................................................................................................................4
图 8. CML 到 CML 的连接 .......................................................................................................................................6
图 9. 戴维宁等效变换 ...............................................................................................................................................6
图 10. PECL 与 PECL 之间的直流耦合 ...................................................................................................................7
图 11. PECL 与 PECL 之间的交流耦合...................................................................................................................7
图 12. LVDS 与 LVDS 的连接..................................................................................................................................8
图 13. LVPECL 与 CML 之间的交流耦合...............................................................................................................8
图 14. LVPECL 与 CML 之间的电阻网络(MAX3875)...........................................................................................9
图 15. LVPECL 与 CML 之间的直流耦合(MAX3875)...........................................................................................9
图 16. CML 与 LVPECL 之间的交流耦合.............................................................................................................10
图 17. LVPECL 与 LVDS 之间的直流耦合 ...........................................................................................................10
图 18. LVPECL 与 LVDS 之间的交流耦合 ...........................................................................................................11
图 19. LVDS 与 LVPECL 之间的直流耦合 ...........................................................................................................12
图 20. LVDS 与 LVPECL 之间的交流耦合 ...........................................................................................................13
图 21. CML 与 LVDS 之间的交流耦合 .................................................................................................................14
图 22. LVDS 与 CML 之间的交流耦合 .................................................................................................................14
应用笔记 HFAN-1.0 (Rev. 1; 4/08) Maxim Integrated Products
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iii
LVDS、PECL 和 CML I/O 结构
1 引言
随着高速数据传输业务需求的增加,如何高质量
地解决高速 IC 芯片间的互连变得越来越重要。
低功耗及优异的噪声性能是有待解决的主要问
题。芯片间互连通常有三种接口:PECL (正射极
耦合逻辑)、LVDS (低压差分信号)、CML (电流
模式逻辑)。在设计高速数字系统时,人们常会
遇到不同接口标准芯片间的互连,为解决这一问
题,我们首先需要了解每一种接口标准的输入和
输出电路结构,由此可以知道如何进行偏置和终
端匹配。本文介绍了高速通信系统中 PECL、
CML 和 LVDS 之间相互连接的几种方法,并给
出了 Maxim 产品的应用范例。
2 PECL 接口
PECL 由 ECL 标准发展而来,但在 PECL 电路中
使用的是正电源。PECL 信号的摆幅相对 ECL 要
小,这使得该逻辑更适合于高速数据的串行或并
行连接。PECL 标准最初由 Motorola 公司提出,
经过很长一段时间才在电子工业领域推广开。
2.1 PECL
输出结构
PECL 电路的输出结构如图 1 所示,包含一个差
分对管和一对射随器。输出射随器工作在正电源
范围内,其直流电流始终存在,这样有利于提高
开关速度,保持较快的关断时间。PECL 输出的
适当端接是连接 50Ω 电阻至(V
CC
-2V)电平。在这
种端接条件下,OUT+与 OUT-的典型值为(V
CC
-
1.3V),输出直流电流约为 14mA。PECL 结构的
输出阻抗很低,典型值约为(4-5)Ω,这表明它有
很强的驱动能力。但当负载与 PECL 的输出端之
间有一段传输线时,低阻抗造成的背向端接失配
将导致信号的高频失真。
50Ω
VCC
50Ω
V
CC
-2.0V
PECL Termination
OUT+
OUT-
图
1. PECL
输出结构
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