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[FAQ] 【分享】LVDS驱动到Sub-LVDS (S-LVDS)接收器

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