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摘要：本應(yīng)用筆記介紹了交流耦合LVDS鏈路的優(yōu)勢(shì)，文章提供了電容選擇的注意事項(xiàng)，并討論了端接拓?fù)洹?
圖1. ECL至LVDS電平轉(zhuǎn)換配置
圖2. LVDS輸入偏置電路
換句話說(shuō)，由直流電阻產(chǎn)生的衰減、交流衰減以及電容耦合衰減的總合必須小于-8dB。兩端差分負(fù)載阻抗通常為100Ω，分析電纜長(zhǎng)度時(shí)需要同時(shí)考慮電纜的交流和直流衰減以及連接器阻抗導(dǎo)致的衰減。
最后，還必須考慮數(shù)據(jù)本身，LVDS連接可以傳輸?shù)淖畲竺}沖寬度取決于工作頻率和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議對(duì)連續(xù)1 (或0)的數(shù)量限制。
對(duì)于具體應(yīng)用，精確的計(jì)算可能過(guò)于棘手，也可以簡(jiǎn)單選用0.1μF電容，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求。當(dāng)數(shù)據(jù)速率降到10MHz以下或采用更長(zhǎng)的電纜時(shí)(例如：> 5m)，需要重新核實(shí)電容值，也可以通過(guò)計(jì)算、仿真或?qū)嶋H測(cè)量獲取電容值。
使用X5R、X7R或類似介質(zhì)的電容，避免使用那些電壓或溫度系數(shù)有明顯變化的介質(zhì)電容，如Y5V或Z5U。
端接拓?fù)?/H2>端接拓?fù)淇梢詮娜齻€(gè)主要電路中選擇：(1) 純差分，(2) 中心抽頭差分，(3) 戴維寧端接，圖3給出了這三個(gè)電路。
概述
使用電容實(shí)現(xiàn)LVDS數(shù)據(jù)連接的交流耦合有很多益處，比如電平轉(zhuǎn)換，去除共模誤差以及避免輸入電壓故障的發(fā)生。這文不僅介紹了電容的適當(dāng)選型,也為和終端拓?fù)涮峁┲笇?dǎo)，同時(shí)也討論了共模故障分析的問(wèn)題。電平轉(zhuǎn)換
LVDS (低壓差分信號(hào))邏輯輸入是眾多現(xiàn)有邏輯標(biāo)準(zhǔn)的一種。只要信號(hào)源可以為L(zhǎng)VDS輸入提供足夠的幅度，典型值為差分100mVP-P，采用交流耦合就可以提供所需的電平轉(zhuǎn)換。圖1描述了一個(gè)負(fù)壓ECL邏輯經(jīng)交流耦合后將信號(hào)轉(zhuǎn)換到LVDS邏輯的電路圖。圖1. ECL至LVDS電平轉(zhuǎn)換配置
優(yōu)化共模電壓
交流耦合LVDS的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是允許接收IC設(shè)置其最優(yōu)的共模電壓。圖2展示了一個(gè)典型的LVDS輸入電路，MAX9248。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，通常為1.2V，為兩個(gè)高阻端接電阻提供偏置。如果輸入是交流耦合，接收IC可以將允許共模電壓設(shè)置為內(nèi)部的偏置電平。圖2. LVDS輸入偏置電路
過(guò)壓保護(hù)
LVDS信號(hào)在汽車電子的串行－解串(SerDes)鏈路中總是采用交流耦合，因?yàn)檫@種配置可以防止汽車電池短路。對(duì)于任何通過(guò)電源配線槽的信號(hào)線，一個(gè)基本要求是必須能夠忍受與電池電壓短路而不損壞。采用交流耦合的LVDS鏈路，當(dāng)耦合電容充電到電池電壓時(shí)，僅僅會(huì)有一個(gè)短暫的大電流脈沖。電流的幅度峰值是短路時(shí)實(shí)際阻抗的函數(shù)。電流毛刺的持續(xù)時(shí)間是耦合電容以及LVDS輸入輸出保護(hù)結(jié)構(gòu)的函數(shù)。雖然SerDes鏈路在短路時(shí)并不工作，但當(dāng)短路故障解除后可恢復(fù)工作。電容選擇
選擇電容時(shí)需要考慮幾個(gè)因素。數(shù)值
LVDS鏈路交流耦合電容的選擇與一系列的參數(shù)相關(guān)，包括：- 輸出驅(qū)動(dòng)電平
- 輸入門(mén)限電平
- 負(fù)載阻抗
- 電纜長(zhǎng)度
- 最長(zhǎng)的脈沖周期
換句話說(shuō)，由直流電阻產(chǎn)生的衰減、交流衰減以及電容耦合衰減的總合必須小于-8dB。兩端差分負(fù)載阻抗通常為100Ω，分析電纜長(zhǎng)度時(shí)需要同時(shí)考慮電纜的交流和直流衰減以及連接器阻抗導(dǎo)致的衰減。
最后，還必須考慮數(shù)據(jù)本身，LVDS連接可以傳輸?shù)淖畲竺}沖寬度取決于工作頻率和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議對(duì)連續(xù)1 (或0)的數(shù)量限制。
對(duì)于具體應(yīng)用，精確的計(jì)算可能過(guò)于棘手，也可以簡(jiǎn)單選用0.1μF電容，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求。當(dāng)數(shù)據(jù)速率降到10MHz以下或采用更長(zhǎng)的電纜時(shí)(例如：> 5m)，需要重新核實(shí)電容值，也可以通過(guò)計(jì)算、仿真或?qū)嶋H測(cè)量獲取電容值。
電壓和介質(zhì)
電容的工作電壓應(yīng)遠(yuǎn)大于出現(xiàn)故障狀況時(shí)的最大峰值電壓。在汽車電子應(yīng)用中，峰值故障電壓是18V。一般不需要將故障條件下的電壓加倍，例如：將電池電壓加倍或考慮甩負(fù)載電壓。使用X5R、X7R或類似介質(zhì)的電容，避免使用那些電壓或溫度系數(shù)有明顯變化的介質(zhì)電容，如Y5V或Z5U。
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