深入解析SN65LVDS93A：LVDS SerDes發(fā)射器的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝院头€(wěn)定性一直是工程師們關(guān)注的焦點。SN65LVDS93A作為一款LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）SerDes（Serializer/Deserializer）發(fā)射器，憑借其出色的性能和豐富的特性，在LCD顯示等應用中展現(xiàn)出了強大的優(yōu)勢。今天，我們就來深入剖析這款器件，探討其特點、應用以及設(shè)計要點。

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特性亮點

寬溫度范圍與多種封裝

SN65LVDS93A支持工業(yè)溫度范圍 -40°C 至 85°C，這使得它能夠在各種惡劣的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定工作。同時，它提供了 4.5-mm × 7-mm BGA 和 8.1mm × 14-mm TSSOP 兩種封裝選項，方便工程師根據(jù)不同的設(shè)計需求進行選擇。

高兼容性與低功耗

該器件的數(shù)據(jù)輸入支持 1.8 V 至 3.3 V 的電壓范圍，能夠直接連接到低功耗、低電壓的應用和圖形處理器，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸。其傳輸速率高達 135 Mpps（Mega Pixels Per Second），像素時鐘頻率范圍為 10 MHz 至 135 MHz，適用于從 HVGA 到 HD 的各種顯示分辨率，并且具有低 EMI（Electromagnetic Interference）特性，有效減少了電磁干擾。此外，它僅需單一的 3.3-V 電源供電，在 75 MHz 時典型功耗僅為 170 mW，在禁用狀態(tài)下功耗小于 1 mW，大大降低了系統(tǒng)的功耗。

靈活的時鐘選擇與ESD保護

SN65LVDS93A支持可選的上升或下降時鐘邊緣觸發(fā)輸入，通過 CLKSEL 引腳可以方便地選擇時鐘觸發(fā)方式。同時，它具有 5-kV 的 HBM（Human Body Model）ESD 保護能力，能夠有效防止靜電對器件造成損壞，提高了器件的可靠性。

應用領(lǐng)域

SN65LVDS93A的應用非常廣泛，主要包括以下幾個方面：

LCD顯示面板驅(qū)動

在 LCD 顯示系統(tǒng)中，SN65LVDS93A 可以將 28 位的單端 LVTTL 數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)郊嫒莸?a target="_blank">接收器，如 SN65LVDS94，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸和顯示驅(qū)動。

UMPC和上網(wǎng)本

在 UMPC（Ultra-Mobile PC）和上網(wǎng)本等設(shè)備中，該器件可以為顯示屏提供穩(wěn)定的信號傳輸，確保高質(zhì)量的顯示效果。

數(shù)碼相框

對于數(shù)碼相框等設(shè)備，SN65LVDS93A 能夠滿足其對圖像顯示的需求，實現(xiàn)清晰、流暢的圖像展示。

詳細描述

內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

SN65LVDS93A 內(nèi)部包含四個 7 位并行加載串行輸出移位寄存器、一個 7 × 時鐘合成器和五個低電壓差分信號（LVDS）驅(qū)動器。在傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)位 D0 至 D27 在輸入時鐘信號（CLKIN）的邊緣被加載到寄存器中，通過 CLKSEL 引腳可以選擇時鐘的上升或下降邊緣。CLKIN 的頻率被乘以七倍后，用于以 7 位切片的方式串行卸載數(shù)據(jù)寄存器。四個串行數(shù)據(jù)流和一個鎖相時鐘（CLKOUT）被輸出到 LVDS 輸出驅(qū)動器，CLKOUT 的頻率與輸入時鐘 CLKIN 相同。

引腳配置與功能

該器件的引腳配置豐富，不同的引腳具有不同的功能。例如，CLKSEL 引腳用于選擇輸入時鐘的觸發(fā)邊緣，CLKIN 為輸入像素時鐘，CLKOUTM 和 CLKOUTP 為差分 LVDS 像素時鐘輸出等。在不同的封裝形式（如 TSSOP 和 BGA MICROSTAR）下，引腳的編號和具體功能可能會有所不同，但總體的功能是一致的。工程師在設(shè)計時需要根據(jù)具體的封裝形式和應用需求，正確連接各個引腳。

規(guī)格參數(shù)

絕對最大額定值

SN65LVDS93A 的電源電壓、輸出和輸入電壓等都有相應的絕對最大額定值，超過這些值可能會對器件造成永久性損壞。例如，電源電壓（VCC、IOVCC、LVDSVCC、PLLVCC）的范圍為 -0.5 V 至 4 V。

ESD 評級

該器件的 ESD 評級為 5-kV HBM 和 ±500 V CDM（Charged-Device Model），能夠有效抵抗靜電干擾。

推薦工作條件

在推薦的工作條件下，器件能夠發(fā)揮最佳性能。例如，電源電壓 VCC、LVDSVCC 和 PLLVCC 的推薦范圍為 3 V 至 3.6 V，IOVCC 的推薦范圍為 1.62 V 至 3.6 V，工作環(huán)境溫度范圍為 -45°C 至 85°C。

電氣特性

SN65LVDS93A 的電氣特性包括輸入電壓閾值、差分穩(wěn)態(tài)輸出電壓幅度、共模輸出電壓等。這些特性對于保證器件的正常工作和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性至關(guān)重要。

設(shè)計要點

電源供應

SN65LVDS93A 對電源供應有一定的要求。在電源上電和下電過程中，需要注意不同電源域的上電順序，以避免對器件造成損壞。例如，在電源上電時，可以按照推薦的順序進行操作，先提升 LCD 電源，等待一段時間后再啟用視頻源輸出，最后開啟 LVDS 輸出。

布局設(shè)計

板層堆疊

在 PCB 設(shè)計中，板層堆疊的選擇對信號傳輸和電磁兼容性有重要影響。一般來說，使用 4 層 PCB 是一個不錯的選擇，其中包含一個 GND 平面和一個 VCC 平面以及兩個信號層。不同的板層堆疊模型在解耦、EMC、信號完整性和自干擾等方面表現(xiàn)不同，工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計需求進行選擇。

電源和接地平面

在高速設(shè)計中，完整的接地平面和電源平面是必不可少的。在混合信號設(shè)計中，需要注意避免數(shù)字地和模擬地之間的噪聲耦合，可以采用分割接地平面的方法，但要注意分割接地平面可能會帶來的輻射和信號干擾問題。

走線、過孔和其他 PCB 組件

在 PCB 走線時，應避免直角彎曲，盡量采用 45° 角或圓角彎曲，以減少輻射和反射。同時，要將高速信號（如時鐘信號）與低速信號、數(shù)字信號與模擬信號分開，避免信號之間的串擾。

總結(jié)

SN65LVDS93A 作為一款優(yōu)秀的 LVDS SerDes 發(fā)射器，具有寬溫度范圍、高兼容性、低功耗等諸多優(yōu)點，適用于多種顯示應用場景。在設(shè)計過程中，工程師需要充分了解其特性和規(guī)格參數(shù)，合理進行電源供應和布局設(shè)計，以確保器件能夠發(fā)揮最佳性能。希望通過本文的介紹，能夠幫助工程師更好地掌握 SN65LVDS93A 的設(shè)計要點，為電子設(shè)計帶來更多的便利和創(chuàng)新。你在使用 SN65LVDS93A 過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。