在现今的电子和智能系统里,已经逐渐开始采用LVDS,LV-PECL输出差分晶振为产品的性能加持,LVDS是比较常用的输出逻辑之一,LVDS的在百度上的定义是: 低电压差分信号,是一种低功耗,低误码率,低串扰和低辐射的差分信号技术,这种传输技术可以达到155Mbps以上,LVDS技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据,可以实现点对点或一点对多点的连接.本文的主要目的,就是为大家介绍并讲解,差分振荡器LVDS输出的600mV至1200mV输出摆幅.
如下图1.1所示,具有600mV至1200mV的差分摆幅的参考时钟输出已成为光模块的常见要求,并由芯片组输入要求驱动.差分摆幅的定义为OUT+减去OUT-,这就是差分接收器将如何处理波形.例如,在第2页的图1.2中所示,在单端模式下测量每个差分输出时,相对于示波器观察,OUT+减去OUT-会有效地使波形幅度加倍.由于不同的差分输出格式对差分波形摆幅的定义可能不同,因此与芯片组供应商(最好是波形图)确认确切的要求非常重要.

图1.1.差分波形定义

图1.2.差分输出单端视图

LVDS输出操作原理:
LVDS是一款高速数字接口,适合许多需要低功耗和高抗噪能力的应用.LVDS输出使用低电压摆幅差分信号以高速传输数据.下一页显示了LVDS驱动器的输出结构,包括3.5毫安标称电流源,通过开关网络连接到差分输出,有时也称为“高”开关.输出通常连接到100ω差分传输线,接收器输入端端接一个100ω电阻.电阻值与传输线的阻抗匹配,并为信号提供电流路径.

图2.1.LVDS驱动器输出结构

该驱动器包括将共模电压设置为标称值为1.2V的电路,与VDD无关.因此,无需在外部将驱动器偏置到任何特定电压.同样,LVDS输出可以连接到任何LVDS输入,而无需担心振荡器的实际电源电压.信号切换是通过四个标有A,B,C和D的晶体管完成的.由于接收器的阻抗通常很高,因此来自驱动器的几乎所有电流都流经标准的100差分端接电阻器,导致电压差为350接收器输入之间的mV.在图2.1中,当信号IN为低电平时,晶体管A和B导通；电流流过
当信号IN为高电平时,晶体管C和D导通；当信号IN为高电平时,晶体管C和D导通.电流流过晶体管C和100电阻,然后流过晶体管D,在接收器两端产生-350mV电压.从接收器的角度来看,流过端接电阻器的电流的方向确定是否记录了正或负差分电压.正的差分电压表示逻辑高电平,而负的差分电压表示逻辑低电平.
将LVDS差分摆幅调整为600mV至1200mV
具有LVDS输出和标准100终端的SiTime可编程振荡器的差分输出摆幅典型值为700mV,最小至最大窗口为500mV至900mV.要将LVDS的差分摆幅调整到600mV至1200mV的范围,SiTime建议使用130Ω的端接电阻,如下图3.0所示.它将典型的输出摆幅值移至910mV,最小至最大范围移至650mV至1170mV.为了使传输线和终端电阻完全匹配,建议将线阻抗增加到65Ω.

图3.1.负载下的LVDS单AC端接

图3.2.负载下的LVDS单AC端接

图3.3.负载下的LVDS单AC端接

如果LVDS驱动器和接收器使用不同的共模电压工作,则建议使用AC端接.电容器用于阻止来自驱动器的直流电流路径,因此接收器必须实现自己的输入偏置电路.交流耦合终端电路如图3.1和图3.2所示.如这些端接图所示,交流耦合电容器可以放置在晶振负载端接电阻之前或之后.

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LVDS差分晶振600mV至1200mV输出摆幅介绍

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