如何在Sub-LVDS接收器和LVDS驱动之间建立接口?
为使用TI DS90LV011A等LVDS驱动并将其与Sub-LVDS接收器配对,必须使用降压电阻网络,以便在LVDS驱动和Sub-LVDS接收器之间提供合适的接口。下图所示为LVDS driver和Sub-LVDS driver输出之间的差异。由于LVDS驱动具有Vcm=1.2V的典型固定共模输出电压和350mV的典型差分电压摆幅,因此降压电阻器网络旨在实现0.9V的典型固定共模电压以及150mV的典型输出差分电压摆幅。下表中,我们可看到LVDS驱动输出电平与Sub-LVDS接收器输入电平之间的差异。
可通过两种方法来实现该降压电阻器网络。选择的方法取决于接收器是否集成了内部端接。第一部分将重点介绍无内部端接的器件中的公式和模拟,而第二部分将重点介绍具有内部端接的器件。
将使用具有Keysight ADS模型的TI DS90LV011A(ds90lv001atmf.ibs)进行模拟,可通过以下链接进行下载:https://www.ti.com/lit/zip/snlm047
R1、R2和R3组成了需要创建的LVDS和Sub-LVDS之间的电阻网络。每个差分对将由这三个电阻组成。
R_T是器件内部集成的端接电阻(这里模拟将使用100Ω)。
R_E是电阻器网络中所有电阻器的等效电阻。
请注意:不论器件内部是否集成端接电阻,那么依据戴维南定理,其等效电阻都是约为50ohm阻值,这样可确保电路在两个差分对的发射器和接收器之间具有100ohm的等效端接电阻。
V_A等于LVDS驱动输出的固定共模电压(V_CMF)(这里模拟将使用1.2V)。
V_OD是LVDS驱动的输出差分电压。
可从器件数据手册的“电气特性”中得知这些参数。如以下DS90LV011A的数据表所示。
V_B是 Sub-LVDS 驱动器的输出共模电压(V_CMF)(这里模拟将使用0.9V)。
V_ID是Sub-LVDS驱动器的输出差分电压。模拟的目的是获得Sub-LVDS发送器的操作电压范围的值。
下表列出了Sub-LVDS驱动器和接收器的值。
内部无端接电阻的器件
1.首先,根据数据手册确认用于设计的接收器是否集成内部端接电阻。
2. 如果器件不包含内部端接,则将使用以下公式
3. 模拟时,将使用以下值:
- V_CC = 3.3V
- V_A = 1.2V, LVDS driver output fixed common mode voltage
V_A = 1.2V,LVDS驱动器的输出共模电压
- V_B = 0.9V, Sub-LVDS driver output fixed common mode voltage
V_B = 0.9V,Sub-LVDS驱动器的输出共模电压
- R_E = 50Ω
4. 使用第2步中的公式a、b和c建立方程式,以求解最适合Sub-LVDS所需参数的电阻值。 根据公式得出下列值:
- R1 = 110Ω
- R2 = 35Ω
- R3 = 50Ω
现在对电路进行模拟仿真,以验证是否正确。
注意:电阻R7和R8用于模拟接收器的高阻抗输入
5.根据下面的波形可以得到电压摆幅:
- V_ID ≈ 185 mV
- V_OD ≈ 320 mV
带端接电阻的器件
以下应用场景是接收器已集成端接电阻的情况。虽然增加了电阻,但只需做稍作调整,过程和方程式大致都是相同的。
1.首先,确认所使用的接收器内部集成了端接电阻,并从数据手册中获得电阻值。
2. 如果器件已经集成了内部端接,则将使用以下公式:
3. 模拟时,将使用以下值:
- V_CC = 3.3V
- V_A = 1.2V, LVDS driver output fixed common mode voltage
V_A = 1.2V,LVDS驱动器的输出共模电压
- V_B = 0.9V, Sub-LVDS driver output fixed common mode voltage
V_B = 0.9V,Sub-LVDS驱动器输出共模电压
- R_E = 50Ω
- R_T = 100Ω, value of termination resistor inside device
R_T =100Ω,器件内部的端接电阻值
4.使用第2步中的公式a、b和c建立方程式,以求解最适合Sub-LVDS所需参数的电阻值。 根据公式得出下列值:
- R1 = 222Ω
- R2 = 32Ω
- R3 = 95Ω
现在对电路进行模拟仿真,以验证是否正确。
注意:电阻器R7和R8用于模拟接收器的高阻抗输入
根据下面的波形可以得到电压摆幅:
- V_ID ≈ 160 mV
- V_OD ≈ 325 mV
V_ID落在了期望范围内。使用公式来得到V_ID,V_CMF和R_E的值以及电阻值,通过测量得到V_OD和V_A的值,那么将得到以下结果:
- V_ID = 163 mV
- V_B = 0.9V
- R_E = 50Ω