特征

•>400 Mbps（200 MHz）交換速率

•穿線引線簡化PCB布局

•300 ps典型差分偏差

•400 ps最大差分偏差

•1.7ns最大傳播延遲

•3.3V電源設計

•±350 mV差分信號

•低功耗（靜態3.3伏時為13兆瓦）

•可與現有5-V LVDS接收器進行互操作

•斷電時LVDS輸出的高阻抗

•符合TIA/EIA-644 LVDS標準

•工業工作溫度范圍（−40°C至+85°C）

•表面貼裝SOIC和薄型TSSOP封裝

應用

•多功能打印機

•LVDS–LVCMOS翻譯

說明

DS90LV047A器件是一種四芯CMOS流過差分線路驅動器，專為要求超低功耗和高數據速率的應用而設計。該設備采用低壓差分信號（LVDS）技術，可支持超過400 Mbps（200 MHz）的數據速率。

DS90LV047A接受低電壓TTL/CMOS輸入電平，并將其轉換為低壓（350毫伏）差分輸出信號。此外，驅動器支持三態功能，該功能可用于禁用輸出級、禁用負載電流，從而將設備降至典型的13兆瓦的超低閑置功率狀態。DS90LV047A有一個流通引腳，便于PCB布局。

EN和EN*輸入被“與”組合在一起并控制三態輸出。啟用對所有四個驅動程序都是通用的。DS90LV047A和伴生線路接收器（DS90LV048A）為高速點對點接口應用提供了大功率psuedo ECL設備的新替代方案。

設備信息

（1）、有關所有可用的軟件包，請參閱數據表末尾的訂購附錄。

功能圖

典型特征

參數測量信息

詳細說明

概述

LVDS驅動程序和接收器主要用于簡單的點對點配置，如圖23所示。這種配置為驅動器的快速邊緣速率提供了一個干凈的信令環境。接收器通過一個平衡的介質連接到驅動程序，該介質可以是標準的雙絞線電纜、平行對電纜或簡單的PCB跡線。通常，介質的特性微分阻抗在100Ω的范圍內。終端電阻為100Ω（選擇與介質匹配），并盡可能靠近接收器輸入引腳。終端電阻器將驅動器輸出電流（電流模式）轉換為接收器檢測到的電壓。其他配置是可能的，例如多接收器配置，但必須考慮中流連接器、電纜頭和其他阻抗不連續性以及地面移動、噪聲容限值和總終端負載的影響。

DS90LV047A差分線路驅動器是一種平衡電流源設計。一般來說，電流模式驅動器具有高輸出阻抗并為一系列負載提供恒定電流（另一方面，電壓模式驅動器為一系列負載提供恒定電壓）。電流通過負載在一個方向切換以產生邏輯狀態，在另一個方向切換以產生另一個邏輯狀態。輸出電流通常為3.1毫安，最小為2.5毫安，最大為4.5毫安。電流模式驅動器要求（如上所述）使用電阻終端來終止信號并完成回路，如圖23所示。不允許使用交流或未端接的配置。3.1毫安回路電流在100Ω終端電阻上形成310毫伏的差分電壓，接收器檢測到的差動噪聲裕度最小為250毫伏（驅動信號減去接收器閾值（250毫伏–100毫伏=150毫伏）。如圖22所示，信號中心位于+1.2V（驅動器偏移，VOS）附近。

注意：穩態電壓（VSS）峰間擺幅是差分電壓（VOD）的兩倍，通常為620 mV。

電流模式驅動器比電壓模式驅動器（如RS-422驅動器）提供了實質性的好處。它的靜態電流相對于開關頻率保持相對平穩。而RS-422電壓模式驅動器在大多數情況下從20兆赫到50兆赫呈指數增長。這是由于當內部門切換時，在設備的軌道之間流動的重疊電流造成的。而電流模式驅動器在其輸出之間切換一個固定的電流，而沒有任何實質性的重疊電流。這類似于一些ECL和PECL器件，但沒有ECL/PECL設計的重靜態ICC要求。小于80%的LVDS所需電流小于PECL。該驅動器的交流規格比其他現有的RS-422驅動器提高了10倍。

三態功能允許禁用驅動器輸出，從而在不需要傳輸數據時獲得更低的功率狀態。

功能框圖

功能描述

LVDS故障保護

本節討論LVDS互連的故障安全偏置的常見問題，特別是DS90LV047A驅動器輸出和DS90LV048A接收器輸入。

LVDS接收機是一種高增益、高速器件，它將一個小的差分信號（20mv）放大到CMOS邏輯電平。由于接收機的高增益和嚴格的閾值，請注意防止噪聲作為有效信號出現。

接收器的內部故障安全電路設計用于產生或吸收少量電流，為浮動、端接或短路的接收器輸入提供故障保護（高輸出電壓的穩定已知狀態）。

1.打開輸入引腳：DS90LV048A是四路接收機設備，如果應用程序只需要1個、2個或3個接收機，則未使用的信道輸入必須保持打開狀態。不要將未使用的接收器輸入連接到接地或任何其他電壓。輸入由內部高值上拉和下拉電阻偏置，以將輸出設置為高狀態。這種內部電路確保了開放輸入的高、穩定的輸出狀態。

2.終止輸入：或者在LV907A電源斷開的情況下，如果一個DS907A電纜處于斷開狀態，或者在LV907A驅動器處于斷開狀態的情況下，或者在LV907A電源斷開的情況下-Ω輸入端接電阻器。拔掉電纜會成為漂浮的天線。如果電纜接收到超過10毫伏的差分噪聲，接收器可能會將該噪聲視為有效信號并切換。為了確保任何噪聲被視為共模而不是差分，必須使用平衡互連。雙絞線電纜比扁平帶狀電纜具有更好的平衡性。

3.輸入短路：如果發生使接收器輸入短路的故障，從而導致0-V差分輸入電壓，接收器輸出將保持在高狀態。在設備的共模范圍內（GND至2.4 V），不支持短路輸入故障保護。它只在輸入短路且不施加外部共模電壓的情況下受支持。

外部低值上拉電阻和下拉電阻（用于更強的偏置）可用于在存在更高噪聲水平的情況下提高故障安全性。上拉電阻和下拉電阻應在5-kΩ到15-kΩ的范圍內，以最大限度地減小驅動器的負載和波形失真。共模偏置點應設置為約1.2 V（小于1.75 V），以與內部電路兼容。

設備功能模式

表1列出了DS90LV047A的功能模式。

應用與實施

注意

以下應用章節中的信息不是TI組件規范的一部分，TI不保證其準確性或完整性。TI的客戶負責確定組件的適用性?？蛻魬炞C和測試其設計實現，以確認系統功能。

申請信息

DS90LV047A有一個流通引腳，允許簡單的PCB布局。該裝置一側的LVDS信號可以很容易地匹配驅動器和接收器之間的差分對跡線的電氣長度，并且允許這些跡線靠近以耦合噪聲作為共模。噪聲隔離是通過LVDS信號在設備一側和TTL信號在另一側實現的。

典型應用

設計要求

使用LVDS設備時，務必記住指定受控阻抗PCB軌跡、電纜組件和連接器。傳輸介質的所有組件應具有約100Ω的匹配差分阻抗。它們不應引入主要的阻抗不連續性。

平衡電纜（例如，雙絞線）通常比不平衡電纜（帶狀電纜）更好地減少噪音和信號質量。由于場對消效應，平衡電纜往往產生較少的電磁干擾，并且容易拾取電磁輻射作為共模（而不是差模）噪聲，該噪聲被LVDS接收器拒絕。

對于小于0.5 M的電纜距離，大多數電纜可以有效地工作。對于0.5 M≤d≤10 M的距離，CAT5（5類）雙絞線電纜工作良好，容易獲得，價格相對便宜。

詳細設計程序

探測LVDS傳輸線

始終使用高阻抗（>100kΩ）、低電容（<2pf）示波器探頭，范圍寬（1GHz）。不恰當的探測會產生欺騙的結果。

數據速率與電纜長度曲線測試程序

將29−1位的偽隨機位序列（PRBS）編程到函數生成器（Tektronix）中HFS9009），并通過50Ω電纜和SMB連接器連接到驅動器輸入端。使用示波器（Tektronix 11801B）來探測結果眼圖，在接收器的輸入端進行差分測量。一個100Ω的電阻被用來在電纜的遠端端接這對線。在電纜的遠端，在接收器的輸入端進行測量，并用于該圖的抖動分析（圖16）。輸入信號的頻率增加，直到被測特定電纜長度的測量抖動（ttcs）等于單位間隔（ttui）的20%。從許多系統設計開始，20%的抖動是一個合理的起點。使用的數據是NRZ。在差分眼圖的0-V差分電壓下測量抖動。可以使用新的DS90LV047-048AEVM評估DS90LV047A和DS90LV048A。

圖24顯示了非常好的典型性能，可作為數據速率與電纜長度的設計指南。增加抖動百分比會分別增加曲線，使設備在較長的電纜長度上傳輸更快。這放寬了系統的抖動容忍度，允許更多的抖動進入系統，這可能會降低系統的可靠性和效率。或者，降低抖動百分比對系統有相反的效果。根據上述信號質量標準，曲線下的區域被視為安全操作區域。有關眼圖測試的更多信息，請參閱AN-808long傳輸線和數據信號質量（SNLA028）。

應用曲線

電源建議

盡管DS90LV047A在靜止狀態下消耗的功率非常小。在較高的開關頻率下，存在一個動態電流分量，它會增加整體功耗。DS90LV047A電源連接必須將此額外的電流消耗考慮到最大功率要求。

布局

布局指南

•至少使用4個PCB層（從上到下）；LVDS信號、接地、電源、TTL信號。

•將TTL信號與LVDS信號隔離，否則TTL可能耦合到LVDS線路上。最好將TTL和LVDS信號放在不同的層上，這些層由電源/地平面隔離。

•使驅動器和接收器盡可能靠近（LVDS端口側）連接器。

電源去耦建議

旁路電容器必須用在電源引腳上。在電源引腳處并聯使用高頻陶瓷（建議采用表面貼裝）0.1-μF和0.001-μF電容器，最小值電容器最靠近設備電源引腳。印刷電路板上附加的分散電容器提高了去耦能力。必須使用多個通孔將去耦電容器連接到電源平面。必須在印刷電路板電源和接地之間的電源入口點連接10-μF（35-V）或更大的固體鉭電容器。

微分記錄道

使用與傳輸介質（即電纜）和終端電阻的差分阻抗匹配的受控阻抗軌跡。一旦差分對跡線離開IC，應盡可能靠近它們（短截線長度必須小于10 mm）。這有助于消除反射并確保噪聲作為共模耦合。事實上，我們已經看到，相距1毫米的差分信號比相距3毫米的記錄道輻射的噪聲要小得多，因為磁場對消在距離較近的記錄道上要好得多。此外，在差分線路上產生的噪聲更有可能表現為被接收器拒絕的共模。

匹配跡線之間的電氣長度以減少偏差。一對信號之間的偏差意味著信號之間的相位差，這會破壞差分信號和EMI的磁場抵消優勢。

注意：傳播速度，v=c/Er，其中c（光速）=0.2997mm/ps或0.0118英寸/秒。

對于差分記錄道，不要僅僅依賴自動布線功能。仔細檢查尺寸以匹配差分阻抗，并為差動線路提供隔離。盡量減少線路上的過孔和其他不連續性。

避免90°轉彎（這會導致阻抗不連續）。使用圓弧或45°斜面。

在一對記錄道內，兩個記錄道之間的距離必須最小化，以保持接收器的共模抑制。在印刷電路板上，這個距離必須保持恒定，以避免微分阻抗的不連續性。允許在連接點處出現輕微違規。

終止

使用與差分阻抗或傳輸線最匹配的終端電阻。電阻器必須在90Ω和130Ω之間。記住，電流模式輸出需要終端電阻來產生差分電壓。LVDS在沒有電阻端接的情況下不工作。通常情況下，在接收器端連接一個電阻就足夠了。

表面貼裝1%到2%的電阻是最好的。PCB存根、元件引線以及從終端到接收器輸入的距離必須最小化。終端電阻器和接收器之間的距離應小于10 mm（最大12 mm）。

布局示例

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