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具有故障安全偏置功能的差分總線(xiàn)設(shè)計(jì)

電子設(shè)計(jì) ? 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) ? 作者:佚名 ? 2018-05-17 08:50 ? 次閱讀
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筆者討論了如何在幾種不同的應(yīng)用里把低壓差分信號(hào)(LVDS)收發(fā)器用作高速比較器。在本文中,筆者將介紹差分總線(xiàn)的故障安全偏置以及如何在您的下一個(gè)設(shè)計(jì)里實(shí)現(xiàn)故障安全偏置功能。

可在總線(xiàn)上安裝啟用不止一個(gè)驅(qū)動(dòng)器接收器(被稱(chēng)為多點(diǎn))的總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(考慮到它們與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在差異)會(huì)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)挑戰(zhàn)。(如欲回顧一下總線(xiàn)拓?fù)浼軜?gòu),敬請(qǐng)閱讀筆者以前的一篇博客文章《適合多點(diǎn)應(yīng)用的LVDS》)。在多點(diǎn)應(yīng)用中,總線(xiàn)爭(zhēng)用和總線(xiàn)閑置情況會(huì)導(dǎo)致正常運(yùn)行期間總線(xiàn)上發(fā)生沖突或通信故障。當(dāng)不止一個(gè)驅(qū)動(dòng)器在工作而總線(xiàn)處于不確定狀態(tài)時(shí),會(huì)出現(xiàn)總線(xiàn)爭(zhēng)用情況;當(dāng)所有的驅(qū)動(dòng)器都處于關(guān)閉狀態(tài)或高阻抗(Hi-Z)狀態(tài)時(shí),則會(huì)出現(xiàn)總線(xiàn)閑置情況。故障安全偏置網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)能應(yīng)對(duì)這兩種情況。

可實(shí)現(xiàn)故障安全偏置功能的總線(xiàn)只有兩種邏輯狀態(tài) —— 高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)(該總線(xiàn)可處于這兩種狀態(tài));而沒(méi)有故障安全偏置功能的總線(xiàn)則會(huì)處于未知狀態(tài)。正在工作的驅(qū)動(dòng)器將通過(guò)故障安全偏置網(wǎng)絡(luò)把總線(xiàn)驅(qū)至高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)或?qū)⑵淦玫揭环N已知狀態(tài)。沒(méi)有故障安全偏置網(wǎng)絡(luò),總線(xiàn)將處于一種未知狀態(tài),其中接收器輸出是無(wú)效的;噪聲可通過(guò)收發(fā)器進(jìn)行耦合,從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)換。圖1展示了一種典型的RS-485總線(xiàn)在具有和沒(méi)有故障安全偏置功能時(shí)可能的狀態(tài)。

圖1:RS-485總線(xiàn)狀態(tài)

故障安全偏置電阻器值基于最終應(yīng)用中所用收發(fā)器裝置(如SN65LBC180 RS-485收發(fā)器)的接收器最高閾值水平。通常對(duì)于RS-485網(wǎng)絡(luò),接收器輸入閾值水平是±200mV;而對(duì)于LVDS網(wǎng)絡(luò),接收器輸入閾值水平是±50mV。除接收器閾值水平外,端接電阻RFS1和RFS2的值還應(yīng)相等,因?yàn)檫@可為驅(qū)動(dòng)器提供對(duì)稱(chēng)負(fù)載。RFS1、ZT1和RFS2的等效電阻應(yīng)匹配雙絞線(xiàn)電纜或印刷電路板(PCB)跡線(xiàn)的特性阻抗,旨在保持信號(hào)完整性(ZT1 ||(RFS1 + RFS2)。此外,ZT2還應(yīng)匹配該網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗,目的也是為保持信號(hào)完整性(通過(guò)減少該網(wǎng)絡(luò)上的反射)。圖2展示了一種已實(shí)現(xiàn)故障安全偏置功能的多點(diǎn)總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

圖2:具有故障安全偏置功能的差分總線(xiàn)

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