隔离式LVDS接口电路设计与应用-保护与提升数据完整性

22 下载量 168 浏览量 更新于2024-12-19 收藏 667KB ZIP 举报
资源摘要信息:"隔离式LVDS接口电路设计-电路方案" 1. LVDS技术概述 低压差分信号(LVDS)是一种点对点的高速串行数据传输技术,它属于低功耗和高速通信的国际标准之一(TIA/EIA-644)。LVDS通过使用低电压差分对来传输数据,从而实现了较高的数据传输速率,同时保持较低的功耗。在信号传输中,LVDS使用低振幅信号来减少电磁干扰,并提高信号的完整性。 2. 隔离式LVDS的优势 隔离式LVDS接口电路设计具备多重优点: - 安全隔离:通过隔离可以保护电路器件,避免由于高电压瞬变等故障情况对电路造成损害。 - 鲁棒性增强:功能隔离可以提升电路的抗干扰能力,增强系统整体的稳定性和可靠性。 3. 隔离式LVDS应用领域 - 安全隔离:在背板系统中,为了防止插卡遭受高电压瞬变的损害,可采用安全隔离式LVDS设计,以保证故障条件不会影响到系统中其他电路。 - 功能隔离:在测量设备等应用场景中,通过隔离LVDS链路可以提供独立的接地层,进而提高测量数据的准确性和完整性,减少系统其他部分的干扰。 4. 具体隔离解决方案 - ADuM3442数字隔离器:该芯片为ADN4663 LVDS驱动器提供逻辑输入隔离,以及为ADN4664 LVDS驱动器提供逻辑输出隔离。 - ADuM5000隔离电源:在工业和仪器仪表应用中,利用该芯片提供隔离式电源,以支持隔离LVDS链路的正常工作。 5. 隔离式LVDS设计挑战 - 逻辑信号与LVDS器件隔离:需要确保逻辑信号与LVDS驱动器/接收器之间的电气隔离。 - 维持标准LVDS通信:电路设计必须保证在隔离条件下仍能进行标准LVDS通信。 6. 高度集成隔离方案 - 使用ADuM3442和ADuM5000两个宽体SOIC封装的器件,即可实现对标准LVDS器件ADN4663和ADN4664的隔离。 - 此方案与传统的光耦合器隔离方法相比,功耗更低,适合于低功耗设计要求。 7. 多通道隔离 - LVDS应用中通常采用并行通道来增加数据吞吐量。例如,演示中采用的4通道隔离方案就包括两条发射通道和两条接收通道,从而提高数据传输的效率。 8. 高速性能 - 该电路设计支持最高工作速度达到150 Mbps,满足了基本LVDS的应用速度要求。 9. 隔离式LVDS电路设计的文件资源 提供的文件资源包括: - FlpOUWEPtTbv4xK9kkJg7TL_OWhF.png:可能为电路设计的原理图或布线图。 - EVAL-CN0256-EBZ-BOM-RevA.xlsx:包含电路设计方案的物料清单(Bill of Materials,简称BOM),详细列出了设计中所需的所有组件和材料。 - 源文件.rar:可能包含了电路设计的源代码、配置文件或其他相关的设计文件。 通过上述知识点的详细介绍,我们可以看出隔离式LVDS接口电路设计在提高电路安全性和鲁棒性方面起到了至关重要的作用,同时它也为工业和仪器仪表应用提供了高速、高可靠的解决方案。
2021-07-06 上传
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。