具有 IEC ESD 保護(hù)功能的 SN65MLVD206B：多點(diǎn) LVDS 線路驅(qū)動(dòng)器和接收器的卓越之選

在工業(yè)應(yīng)用中，可靠的數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)處理至關(guān)重要。SN65MLVD206B 作為一款多點(diǎn)低電壓差分信號(hào)（MLVDS）線路驅(qū)動(dòng)器和接收器，憑借其出色的性能和特性，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中脫穎而出。以下，我們將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)探究。

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一、產(chǎn)品概述

SN65MLVD206B 器件與 M - LVDS 標(biāo)準(zhǔn) TIA/EIA - 899 兼容，能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)數(shù)據(jù)交換。它集成了一個(gè)差分驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)差分接收器（收發(fā)器），由 3.3V 電源供電，并且經(jīng)過優(yōu)化，可在最高 200Mbps 的信號(hào)傳輸速率下穩(wěn)定運(yùn)行。該器件采用標(biāo)準(zhǔn) SOIC 封裝，擁有穩(wěn)健耐用的 3.3V 驅(qū)動(dòng)器和接收器，適用于嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境。

二、特性剖析

2.1 高速傳輸能力

低電壓差分 30Ω 至 55Ω 線路驅(qū)動(dòng)器和接收器，信號(hào)傳輸速率高達(dá) 200Mbps，時(shí)鐘頻率高達(dá) 100MHz，能夠滿足大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

2.2 強(qiáng)大的 ESD 保護(hù)

總線引腳具備出色的 ESD 保護(hù)能力，可耐受 ±8kV HBM 和 ±8kV IEC 61000 - 4 - 2 接觸放電，有效防止靜電對(duì)器件造成損害，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.3 靈活的閾值檢測(cè)

2 類接收器的偏移閾值可檢測(cè)開路和空閑總線狀態(tài)，為系統(tǒng)提供了更可靠的故障檢測(cè)機(jī)制，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

2.4 信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)化

驅(qū)動(dòng)器輸出電壓轉(zhuǎn)換時(shí)間可控，可改善信號(hào)質(zhì)量。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出端轉(zhuǎn)換率可控，有助于盡量減少無端樁線的反射，從而提高信號(hào)完整性。

2.5 寬共模電壓范圍

-1V 至 3.4V 共模電壓范圍，可實(shí)現(xiàn)在 2V 接地噪聲下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，增強(qiáng)了器件在復(fù)雜電磁環(huán)境中的適應(yīng)性。

2.6 高阻抗特性

總線引腳在禁用或 $V_{CC} ≤ 1.5 V$ 時(shí)具有高阻抗，降低了對(duì)系統(tǒng)其他部分的干擾。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 背板或電纜式多點(diǎn)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘傳輸

在工業(yè)自動(dòng)化、通信設(shè)備等領(lǐng)域，背板或電纜式多點(diǎn)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘傳輸是常見的應(yīng)用場(chǎng)景。SN65MLVD206B 的高速傳輸能力和多點(diǎn)通信支持，使其能夠滿足這些場(chǎng)景對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

3.2 蜂窩基站

蜂窩基站需要處理大量的數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)處理任務(wù)，對(duì)器件的性能和可靠性要求極高。SN65MLVD206B 的 ESD 保護(hù)和高速傳輸能力，能夠確?；驹趶?fù)雜的電磁環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 局端交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器

在局端交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器等設(shè)備中，SN65MLVD206B 可用于數(shù)據(jù)的高速交換和傳輸，提高設(shè)備的性能和可靠性。

四、規(guī)格參數(shù)

4.1 絕對(duì)最大額定值

4.2 ESD 額定值

4.3 推薦工作條件

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

5.1 電源供應(yīng)

SN65MLVD206B 采用單電源供電，電源電壓范圍為 3V 至 3.6V。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保電源的穩(wěn)定性，避免電壓波動(dòng)對(duì)器件性能產(chǎn)生影響。同時(shí)，建議使用旁路電容來減少電源噪聲，提高系統(tǒng)的可靠性。通常，在電路板級(jí)使用大的旁路電容（10μF 至 1000μF）可以在 kHz 范圍內(nèi)提供良好的濾波效果，而在集成電路附近使用較小的電容（nF 至 μF 范圍）可以解決高頻電流的問題。

5.2 布局設(shè)計(jì)

5.2.1 傳輸線拓?fù)溥x擇

印刷電路板通常提供微帶線和帶狀線兩種傳輸線選項(xiàng)。微帶線是 PCB 外層的走線，而帶狀線是夾在兩個(gè)接地平面之間的走線。雖然帶狀線在抗干擾和抗輻射方面具有優(yōu)勢(shì)，但從高速傳輸?shù)慕嵌瓤紤]，TI 建議盡可能使用微帶線來路由 M - LVDS 信號(hào)。因?yàn)?PCB 走線可以根據(jù)整體噪聲預(yù)算和反射容限來指定必要的阻抗公差。

5.2.2 介質(zhì)類型和電路板結(jié)構(gòu)

信號(hào)在電路板上的傳輸速度決定了介質(zhì)的選擇。對(duì)于 M - LVDS 信號(hào)，F(xiàn)R - 4 或等效材料通?？梢蕴峁┳銐虻男阅?。如果 TTL/CMOS 信號(hào)的上升或下降時(shí)間小于 500ps，則建議使用介電常數(shù)接近 3.4 的材料，如 Rogers?4350 或 Nelco N4000 - 13。在選擇介質(zhì)后，電路板的一些參數(shù)也會(huì)影響性能，例如銅的重量、鍍層厚度等。

5.2.3 堆疊布局

為了減少 TTL/CMOS 信號(hào)與 M - LVDS 信號(hào)之間的串?dāng)_，建議使用至少兩層獨(dú)立的信號(hào)層。常見的四層板布局為：第一層為布線層（MLVDS 信號(hào)），第二層為接地層，第三層為電源層，第四層為布線層（TTL/CMOS 信號(hào)）。六層板布局可以提供更好的信號(hào)隔離效果，但制造成本相對(duì)較高。

5.2.4 走線間距

走線間距的選擇取決于多個(gè)因素，其中可容忍的耦合量通常決定了實(shí)際的間距。對(duì)于 M - LVDS 鏈路的差分對(duì)，為了利用電磁場(chǎng)抵消的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)保持緊密的耦合。同時(shí)，差分對(duì)的電氣長(zhǎng)度應(yīng)相同，以確保平衡，減少偏斜和信號(hào)反射問題。對(duì)于相鄰的單端走線，建議使用 3 - W 規(guī)則，即兩條走線之間的距離應(yīng)大于單條走線寬度的兩倍，或從走線中心到走線中心的距離為走線寬度的三倍，以減少串?dāng)_。

5.2.5 串?dāng)_和接地反彈最小化

為了減少串?dāng)_，應(yīng)提供盡可能接近原始走線的高頻電流返回路徑，通常使用接地平面可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。因?yàn)榉祷仉娏骺偸沁x擇電感最小的路徑，所以它們很可能直接在原始走線下方返回，從而最小化串?dāng)_。同時(shí)，應(yīng)盡量縮短走線長(zhǎng)度，并保持接地平面的連續(xù)性，避免接地平面出現(xiàn)不連續(xù)的情況，以降低接地反彈的可能性。

5.2.6 去耦

高速設(shè)備的每個(gè)電源或接地引腳應(yīng)通過低電感路徑連接到 PCB。為了獲得最佳效果，建議使用一個(gè)或多個(gè)過孔將電源或接地引腳連接到附近的平面。理想情況下，過孔應(yīng)緊鄰引腳放置，以避免增加走線電感。將電源平面靠近電路板頂部可以減少過孔的有效長(zhǎng)度和相關(guān)電感。旁路電容應(yīng)靠近 $V_{DD}$ 引腳放置，以最小化環(huán)路面積，擴(kuò)展電容的有效頻率范圍。

六、總結(jié)

SN65MLVD206B 作為一款高性能的多點(diǎn) LVDS 線路驅(qū)動(dòng)器和接收器，具有高速傳輸、強(qiáng)大的 ESD 保護(hù)、靈活的閾值檢測(cè)等諸多優(yōu)點(diǎn)，適用于多種工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。在設(shè)計(jì)過程中，工程師需要根據(jù)其規(guī)格參數(shù)和特性，合理選擇電源供應(yīng)、布局設(shè)計(jì)等，以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)處理的要求也越來越高，SN65MLVD206B 有望在未來的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮更加重要的作用。電子工程師們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中，不妨深入研究其特性和應(yīng)用要點(diǎn)，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)，為工業(yè)設(shè)備的升級(jí)和創(chuàng)新貢獻(xiàn)力量。你在使用類似器件的過程中，有沒有遇到過什么獨(dú)特的問題或挑戰(zhàn)呢？