LVDS(Low-Voltage+Differential+Signaling)设计及应用(6)

差分信号电路的设计

一２ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ－ＶｏｌｔａｇｅＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｉｇｎａｌｉｎｇ）设计及应用

１．２ＬＶＤＳ技术的特点

ＬＶＤＳ技术之所以能够解决目前物理层接口的瓶颈，正是由于其在速度、噪

声／ＥＭＩ、功耗、成本等方面的优点。

高速传输能力：ＬＶＤＳ技术的恒流源模式低摆幅输出意味着ＬＶＤＳ能高速驱

动，例如：对于点到点的连接。传输速率可达８００Ｍｂｐｓ；对于多点互连ＦＲ４背板，十块卡作为负载插入总线，传输速率可达４００Ｍｂｐｓ。

低噪声／低电磁干扰：ＬＶＤＳ信号是低摆幅的差分信号。众所周知，差分数据

传输方式比单线数据传输对共模输入噪声有更强的抵抗能力，在两条差分信号线上电流以方向及电压振幅相反，噪声以共模方式同时耦合到两条线上。而接收端只关心两信号的差值，于是噪声被抵消。由于两条信号线周围的电磁场也相互抵消，故比单线信号传输电磁辐射小得多。而且，恒流源驱动模式不易产生振铃和切换尖锋信号，进一步降低了噪声。

低功耗：ＬＶＤＳ器件是用ＣＭＯＳ工艺实现的，这就提供了低的静态功耗；负

载（１００Ｑ终端电阻）的功耗仅为１．２ｍＷ；恒流源模式驱动设计降低系统功耗，并极大地降低了Ｉｃｃ的频率成分对功耗的影响。与其相比，１１ＵＣＭＯＳ收发器的动态功耗相对频率呈指数上升。

１．３ＬＶＤＳ的发展及现状

１９９５年１１月，以美国国家半导体公司为主推出了ＡＮＳｌ，ｎＡ／Ｅ认一６４４标准。

１９９６年３月，１ＥＥＥ公布了ＩＥＥＥ１５９６．３标准。这两个标准注重于对ＬＶＤＳ接口的电特性、互连与线路端接等方面的规范，对于生产工艺、传输介质和供电电压等则没有明确。ＬＶＤＳ可采用ＣＭＯＳ、ＧａＡｓ或其他技术实现，其供电电压可以从＋５Ｖ到＋３．３Ｖ，甚至更低；其传输介质可以是ＰＣＢ连线，也可以是特制的电缆。标准推荐的最高数据传输速率是６５５Ｍｂｐｓ，而理论上，在一个无衰耗的传输线上，ＬＶＤＳ的最高传输速率可达１．９２３Ｇｂｐｓ。

近年来，现代高性能微处理器的速度已经突破了１ＧＨｚ，芯片问的传输速率

也达到几百兆赫兹，在ＣＭＯＳ电路系统中进行６００Ｍｂｐｓ以上的信号传输已经不可避免。在众多用于高速数据传输的接口电平形式中，只有ＬＶＤＳ能够实现高速度、低功耗、低噪声以及低成本的结合而无需折衷。因此，国际上对ＬＶＤＳ及其相关产品的研究开发十分活跃，各大公司均推出了ＬＶＤＳ信号的ＡＳＩＣＩ／Ｏ接口单元产品系列，如国家半导体公司的ＤＳ９０、ＤＳ９２系列速度达到６００Ｍｂｐｓ，德州仪器公司的ＳＮ６５ＬＶＤＳ和ＳＮ７５ＬＶＤＳ系列速度达到４００Ｍｂｐｓ～６００Ｍｂｐｓ，