细说电流隔离 LVDS 接口

信号传输应用常用的方法是低压差分信号传输(LVDS)。这涉及到串行数据传输的既有接口标准(TIA/EIA-644)，除了极佳的节能特性和高达几Gbps的数据速率潜力之外，它还具有很高的抗扰度。这些良好特性可归因于内部使用的电流控制或驱动器模块的限流功能（最大3mA）。信号差分电压仅为20mV。但是，它随后在接收器侧被放大回300mV（差分）的逻辑电平。由此获得的好处包括电磁干扰(EMI)极其低、开关速度极其快等。   LVDS接口常常与控制和调节系统一起使用，大数据量必须在电子电路之间或短电缆之间发送。它还能将时钟信号非常快速地分配给完整应用中的不同器件，从而使相应器件同步。工业测量应用和控制系统中的模拟前端(AFE)属于LVDS的典型应用。不过，它也常用于实现多个数据节点之间的以及视频信号传输中的数字接口，例如通过HDMI:registered:。另一个不容忽视的方面是LVDS电路提供电流隔离的可能性。因此，它也用于任何需要隔离通信接口的地方，例如在电子电路或背板中。   背板是含有多个连接器的电路板，用于容纳各种外挂板模块。基本系统利用背板可轻松实现即插即用扩展，以包括更多组件。然而，外挂模块常常要经受高压瞬变，因为在许多应用中，它们与连接到配电网的部件直接接触。因此，外挂模块容易受到雷击等外部事件的影响。人体接触引起的静电放电，内部电容突然充电、反极性充电或在插拔外挂模块时放电，也会导致高瞬变。因此，安全隔离接口对于系统是必不可少的。否则，如果发生电压瞬变，相连组件很容易损坏，或者危及用户。功能隔离的通信接口对工业测量仪器也很有利，因为隔离接口提供一个浮空接地，例如位于模数转换器和微控制器之间。这样，测量信号就不会影响和干扰应用的其余部分，也不会受其影响或干扰。   市场上已经有各种各样用于实现隔离LVDS接口的产品。ADI公司的隔离LVDS系列是非常有效且可靠的解决方案，包括ADN4650、ADN4651和ADN4652，支持高达600Mbps的数据速率，同时也符合非隔离LVDS接口的标准值。相比之下，标准数字隔离器只能达到150Mbps。由于采用iCoupler:registered:技术，尽管存在隔离，该系列仍能实现非常高的数据速率。这涉及到利用微机电系统(MEMS)实现片上变压器，从而简单地隔离数字信号并节省空间。