LVDS與其他幾種邏輯電路的接口設計

由于LVDS是一種新技術， 因而在使用時LVDS和其他邏輯電路的接口設計就很重要，設計時，應注意以下幾個問題：

（1）根據系統的工作電源配置情況和需要傳輸的數據電平，合理選用驅動器和接收器芯片，或者根據接口芯片的情況，對被傳輸的數據首先進行電平轉換。

（2） 注意阻抗匹配。根據接收器輸入端的情況確定是否需要外接100 Ω 電阻，同時要根據PCB的板材和參數合理設計驅動器的線輸出阻抗，使其在90~107Ω 范圍內。PCB傳輸線要盡可能地短，因為過長的線路，不但傳輸衰耗加大，降低了傳輸速率，而且阻抗也容易失配，并可能影響到信號的完整性。

（3） 根據數據傳輸速率和傳輸電纜長度的關系，確定合適的電纜長度以滿足系統的要求。一般地采用LVDS方式傳輸數據，假定負載電阻為100Ω，當雙絞線長度為10 m時，傳輸速率可達400Mb / s;當電纜長度增加為20 m時，速率降為100Mb / s;而當電纜長度為100 m時，速率只能達到10Mb / s左右。

（4）多數LVDS接口芯片的使能端在片內沒有接上拉或下拉電阻。如果沒有驅動信號輸入，它們會不確定地被直接與地或VCC相連，有可能造成邏輯錯誤，所以除非有特別說明，接口芯片的使能輸入端不要懸空。

4. 1 LVDS之間的連接

由于LVDS的芯片內輸入端一般含有匹配阻抗，因此LVDS驅動器和LVDS接收器可以用一段連接線直接相連。

4. 2 LVPECL 到LVDS的互連

4. 2. 1 直流耦合

LVDS和LVPECL間的直流耦合要有一個轉移網絡，如圖2所示。首先LVPECL 輸出阻抗最佳是50Ω；另外， LVPECL 電路經過衰減網絡的輸出信號要在LVDS的輸入范圍內。下面的公式可以得到電阻的值。

圖2 LVPECL 和LVDS間的直流耦合

把VCC = 3. 3 V代入（1）式，得R1 = 182Ω， R2= 47. 5Ω， R3 = 47. 5 Ω，另外VA = 1. 13 V, RAC =51. 5Ω， RDC = 62. 4Ω , Gain = 0. 337.若當使用該網絡連接LVPECL 的輸出端和LVDS的輸入端時，那么測量的共模電壓VA = 2. 1 V, VB =1. 06 V.假定LVPECL 的差分輸出最小是930mV,那么LVDS輸入端的最小電壓就是313 mV,滿足了LVDS 的輸入條件。另一方面， 如果LVPECL的差分輸出最大是1. 9 V,那么LVDS輸入端的最大電壓就是640 mV,同樣滿足LVDS的輸入規范。

4. 2. 2 交流耦合

LVPECL 和LVDS間的交流耦合的電路如圖3所示。

圖3 LVPECL 和LVDS間的交流耦合電路

LVPECL輸出通過直流偏置電阻R （142Ω~200Ω ）接地。50 Ω 的串聯電阻來減弱LVPECL的輸出電壓來滿足LVDS的輸入要求。在LVDS輸入端每端接1個5. 0 kΩ的電阻到地用來減弱共模電壓。

4. 3 LVDS到LVPECL的接口

4. 3. 1 直流耦合

直流耦合的電路如圖4所示。

圖4 LVDS到LVPECL 的直流耦合。

這個電阻網絡把LVDS直流輸出電壓從1. 2V變到LVPECL的輸入（VCC - 1. 3 V） .這是因為LVDS的輸出電壓是參考地，而LVPECL 輸入電壓參考VCC ,這個網絡可以使LVDS的輸出不受電壓變化的影響；另外考慮的就是功耗和速度的平衡。

如果R1、R2、R3 選擇低電阻，那么這個網絡的時間常數和LVPECL的寄生參數都很小，能夠滿足高速的要求；當然由于電阻小了，就有更大的電流流過這些電阻，那么總功耗就大了。這種情況下LVDS的參數可能會受到電壓變化的影響。電阻值可以由下列等式求得：

代入VCC = 3. 3 V、R1 = 374Ω、R2 = 249Ω、R3= 402 Ω， 得到VA = 1. 2 V、VB = 2. 0 V、RIN =49Ω， Ga in = 0. 62.LVDS的差分輸出的VP - P =500 mV,信號在LVPECL輸入端變成310 mVP - P.

電壓變化比PECL的輸入標準小，但滿足LVPECL的輸入要求。

4. 3. 2 交流耦合

LVDS到LVPECL的交流耦合很簡單，圖5給出了例子，LVPECL的芯片是MAX3867它的片內沒有端接電阻。

圖5 LVDS到LVPECL的交流耦合。

4. 4 CML和LVDS的接口

CML到LVDS的交流耦合如圖6所示，要注意的一點就是CML 的輸出信號漂移要在LVDS輸入信號的要求范圍內。

圖6 CML到LVDS的交流耦合電路圖。

LVDS驅動器連接CML接收器的交流耦合方案如圖7所示。

圖7 LVDS到CML的交流耦合電路圖。