在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域中，LVDS（低壓差分信號）技術(shù)憑借其低功耗、低噪聲和高數(shù)據(jù)速率等優(yōu)勢，成為了眾多應(yīng)用的首選。今天，我們就來深入了解一款由德州儀器（TI）推出的四通道1.5Gbps LVDS緩沖器/中繼器——DS90LV004。

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一、DS90LV004概述

DS90LV004是一款功能強(qiáng)大的四通道1.5Gbps LVDS緩沖器/中繼器。它具有高速數(shù)據(jù)路徑和直通式引腳布局，能夠有效減少內(nèi)部設(shè)備抖動，簡化電路板布局。同時，其可配置的預(yù)加重功能可以克服有損背板和電纜帶來的ISI（碼間干擾）抖動影響，確保信號的穩(wěn)定傳輸。

二、DS90LV004的特性亮點(diǎn)

1. 高速數(shù)據(jù)傳輸

每個通道的數(shù)據(jù)速率高達(dá)1.5Gbps，能夠滿足大多數(shù)高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的需求。

2. 可配置預(yù)加重

可配置的預(yù)加重功能可以驅(qū)動有損背板和電纜，有效減少信號在傳輸過程中的失真。這對于長距離或有損傳輸介質(zhì)來說尤為重要，能夠顯著提高信號的質(zhì)量和可靠性。

3. 低輸出偏斜和抖動

低輸出偏斜和抖動保證了信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，減少了數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤率。

4. 多種輸入兼容性

支持LVDS、CML（電流模式邏輯）和LVPECL（低壓正發(fā)射極耦合邏輯）等多種輸入類型，具有很強(qiáng)的通用性。

5. 片上終端電阻

片上集成了100Ω的輸入和輸出終端電阻，不僅提高了信號的完整性，還減少了外部元件的使用，節(jié)省了電路板空間。

6. ESD保護(hù)

LVDS輸出具有12kV的ESD（靜電放電）保護(hù)，增強(qiáng)了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，降低了因靜電放電而損壞設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。

7. 低功耗設(shè)計(jì)

采用單3.3V電源供電，功耗極低，符合現(xiàn)代電子設(shè)備對節(jié)能的要求。

8. 寬溫度范圍

適用于工業(yè)級溫度范圍（-40°C至+85°C），能夠在惡劣的環(huán)境條件下正常工作。

9. 小封裝尺寸

采用小尺寸的TQFP封裝，節(jié)省了電路板空間，便于在小型設(shè)備中使用。

10. 評估套件

提供評估套件，方便工程師進(jìn)行測試和開發(fā)，加快產(chǎn)品的上市時間。

三、引腳說明

DS90LV004的引腳功能豐富，涵蓋了差分輸入、差分輸出、數(shù)字控制接口和電源等方面。以下是一些主要引腳的說明：

1. 差分輸入引腳

• IN0+、IN0-至IN3+、IN3-：分別為四個通道的差分輸入引腳，用于接收LVDS信號。

  2. 差分輸出引腳

• OUT0+、OUT0-至OUT3+、OUT3-：分別為四個通道的差分輸出引腳，輸出LVDS信號。需要注意的是，LVDS輸出不支持多點(diǎn)或多分支（BLVDS）環(huán)境，其輸出特性針對點(diǎn)對點(diǎn)背板和電纜應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

  3. 數(shù)字控制接口引腳

• PWDN：硬件電源關(guān)斷模式控制引腳，低電平有效。當(dāng)該引腳為低電平時，設(shè)備進(jìn)入電源關(guān)斷模式，所有輸入和輸出緩沖器以及內(nèi)部偏置電路將被關(guān)閉，輸出呈高阻態(tài)。
• PEM0、PEM1：預(yù)加重控制輸入引腳，用于選擇所有通道的預(yù)加重級別，可選擇關(guān)閉、低、中、高四個級別。

  4. 電源引腳

• VDD：電源引腳，電壓為3.3V±5%。
• GND：接地引腳，為LVDS和CMOS電路提供接地參考。

四、電氣特性

1. 絕對最大額定值

了解設(shè)備的絕對最大額定值對于確保設(shè)備的安全使用至關(guān)重要。DS90LV004的絕對最大額定值包括電源電壓、輸入電壓、輸出電壓、輸出短路電流、結(jié)溫、存儲溫度等參數(shù)。例如，電源電壓范圍為-0.3V至+4.0V，LVDS輸出短路電流為-90mA，結(jié)溫最高可達(dá)+150°C。

2. 推薦工作條件

為了保證設(shè)備的最佳性能，建議在推薦工作條件下使用。DS90LV004的推薦工作條件包括電源電壓（3.15V至3.45V）、輸入電壓（0V至Vcc）、輸出電壓（0V至Vcc）和工作溫度（工業(yè)級-40°C至+85°C）。

3. 電氣參數(shù)

文檔中詳細(xì)列出了DS90LV004在不同條件下的電氣參數(shù)，如LVTTL直流規(guī)格、LVDS輸入直流規(guī)格、LVDS輸出直流規(guī)格、電源電流、開關(guān)特性等。這些參數(shù)對于電路設(shè)計(jì)和性能評估具有重要的參考價(jià)值。例如，在LVDS輸出直流規(guī)格中，差分輸出電壓（0%預(yù)加重）在250mV至600mV之間，輸出失調(diào)電壓在1.05V至1.475V之間。

五、功能描述

1. 內(nèi)部終端電阻

DS90LV004在輸入和輸出端都集成了100Ω的終端電阻。輸入終端電阻跨接在差分對上，使接收器終端盡可能靠近設(shè)備的輸入級；輸出終端電阻用于減少近端串?dāng)_（NEXT）的影響，但不能替代接收設(shè)備輸入端的100Ω終端電阻。這種集成式終端電阻設(shè)計(jì)提高了信號的完整性，減少了外部元件的數(shù)量，節(jié)省了電路板空間。

2. 輸出特性

其輸出特性針對點(diǎn)對點(diǎn)背板和電纜應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，不適合用于多點(diǎn)或多分支信號傳輸。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的傳輸需求選擇合適的連接方式。

3. 電源關(guān)斷模式

通過PWDN輸入引腳可以激活硬件電源關(guān)斷模式。當(dāng)進(jìn)入電源關(guān)斷模式時，所有輸入和輸出緩沖器以及內(nèi)部偏置電路將被關(guān)閉，輸出呈高阻態(tài)。退出電源關(guān)斷模式時，需要一定的時間來開啟帶隙參考和輸入/輸出緩沖電路，具體延遲時間可參考LVDS輸出開關(guān)特性。

4. 預(yù)加重功能

5. 輸入故障安全偏置

在開路條件下，可以使用外部上拉和下拉電阻來提供足夠的偏移，實(shí)現(xiàn)輸入故障安全功能。將正LVDS輸入引腳通過上拉電阻連接到VDD，負(fù)LVDS輸入引腳通過下拉電阻連接到GND。上拉和下拉電阻的阻值應(yīng)在5kΩ至15kΩ之間，以減少對驅(qū)動器的負(fù)載和波形失真。理想情況下，共模偏置點(diǎn)應(yīng)設(shè)置為約1.2V（小于1.75V），以與內(nèi)部電路兼容。更多信息可參考應(yīng)用筆記AN - 1194 “Failsafe Biasing of LVDS Interfaces”（SNLA051）。

6. 輸入和輸出接口

DS90LV004可以接受差分信號，并支持簡單的AC或DC耦合。由于其具有較寬的共模范圍，因此可以與所有常見的差分驅(qū)動器（如LVPECL、LVDS、CML）進(jìn)行DC耦合。其輸出信號符合LVDS標(biāo)準(zhǔn)，可以與大多數(shù)常見的差分接收器進(jìn)行DC耦合。在實(shí)際應(yīng)用中，建議在實(shí)施接口之前查看相應(yīng)接收器的數(shù)據(jù)手冊，以確保兼容性。

六、典型性能特性

文檔中給出了DS90LV004的典型性能特性圖表，包括動態(tài)電源電流和總抖動等參數(shù)。這些圖表是在特定條件下（如VCC = 3.3V，TA = +25°C，VID = 0.5V，VCM = 1.2V）測量得到的，對于評估設(shè)備在不同工作條件下的性能具有重要的參考價(jià)值。例如，在運(yùn)行PRBS 23 - 1模式時，總抖動的測量結(jié)果可以幫助工程師了解設(shè)備在高速數(shù)據(jù)傳輸時的穩(wěn)定性。

七、總結(jié)

DS90LV004是一款性能卓越的四通道1.5Gbps LVDS緩沖器/中繼器，具有高速數(shù)據(jù)傳輸、可配置預(yù)加重、低功耗、寬溫度范圍等眾多優(yōu)點(diǎn)。其豐富的功能和良好的電氣特性使其在高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇引腳配置、預(yù)加重級別等參數(shù)，以充分發(fā)揮DS90LV004的性能優(yōu)勢。同時，要注意遵循設(shè)備的絕對最大額定值和推薦工作條件，確保設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。大家在使用DS90LV004的過程中，有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨(dú)特的應(yīng)用場景呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。