高速差分接收器SN65LVDS33/34、SN65LVDT33/34深度解析

在電子工程師的工作中，高速數(shù)據(jù)傳輸一直是一個(gè)備受關(guān)注的領(lǐng)域。德州儀器（TI）推出的SN65LVDS33、SN65LVDT33、SN65LVDS34 和 SN65LVDT34這一系列高速差分接收器，為我們提供了高性能的數(shù)據(jù)接收解決方案。今天我們就來深入探討一下這些器件的特點(diǎn)、性能和應(yīng)用。

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一、產(chǎn)品概述

這一系列的LVDS數(shù)據(jù)線路接收器具有行業(yè)內(nèi)最寬的共模輸入電壓范圍，能夠兼容5 - V PECL信號(hào)的輸入電壓范圍規(guī)格，同時(shí)整體提高了接地噪聲容限。它們采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝，還可選擇集成端接電阻，為工程師的設(shè)計(jì)提供了更多便利。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

2.1 高速性能

具備400 - Mbps的信號(hào)速率和200 - Mxfr/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，可滿足大多數(shù)高速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景的需求。例如在一些需要實(shí)時(shí)傳輸大量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，這樣的高速性能能夠保證數(shù)據(jù)的及時(shí)準(zhǔn)確傳輸。

2.2 電源與電壓范圍

• 單3.3 - V電源供電，降低了電源設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
• 共模輸入電壓范圍為 - 4 V至5 V，能夠適應(yīng)不同的信號(hào)環(huán)境。

  2.3 精確的閾值控制

  差分輸入閾值小于±50 mV，且在整個(gè)共模輸入電壓范圍內(nèi)具有50 mV的遲滯，有效提高了對(duì)緩慢變化輸入信號(hào)的抗噪聲能力。想象一下在一個(gè)存在大量干擾的環(huán)境中，這種精確的閾值控制能夠確保接收器準(zhǔn)確地識(shí)別信號(hào)，避免誤判。

  2.4 集成端接電阻

  SN65LVDT系列產(chǎn)品集成了110 - Ω線路端接電阻，消除了在電纜或傳輸介質(zhì)接收端使用外部電阻的需求，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。而對(duì)于需要多點(diǎn)或其他端接電路的應(yīng)用，非端接的SN65LVDS系列也可供選擇。

  2.5 其他特性

• 采用TSSOP封裝（僅33型號(hào)），節(jié)省電路板空間。
• 符合TIA/EIA - 644（LVDS）標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的兼容性。
• 有源故障保護(hù)功能，確保在無輸入時(shí)輸出高電平，防止噪聲被誤接收為有效數(shù)據(jù)。
• 總線引腳ESD保護(hù)超過15 kV HBM，提高了產(chǎn)品的可靠性。
• 電源關(guān)閉時(shí)輸入保持高阻抗，TTL輸入可承受5 V電壓。
• 引腳與AM26LS32、SN65LVDS32B、μA9637、SN65LVDS9637B兼容，方便進(jìn)行替換和升級(jí)。

三、產(chǎn)品選型

工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，如接收器數(shù)量、是否需要端接電阻等，選擇合適的型號(hào)。

四、電氣與開關(guān)特性

4.1 電氣特性

該系列產(chǎn)品在推薦的工作條件下，各項(xiàng)電氣參數(shù)表現(xiàn)出色。例如，正/負(fù)向差分輸入電壓閾值分別為±50 mV，差分輸入故障保護(hù)電壓閾值在 - 32 mV至 - 100 mV之間，確保了對(duì)信號(hào)的準(zhǔn)確識(shí)別和故障保護(hù)。高/低電平輸出電壓分別為2.4 V和0.4 V，能夠與其他電路良好匹配。不同型號(hào)的輸入電流和差分輸入電流也有明確的參數(shù)范圍，為電路設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確的參考。

4.2 開關(guān)特性

在開關(guān)特性方面，傳播延遲時(shí)間（包括低到高和高到低電平輸出）典型值為4 ns，最大為6 ns，確保了信號(hào)的快速響應(yīng)。故障保護(hù)激活和停用時(shí)間也有明確的參數(shù)，如故障保護(hù)停用時(shí)間為9 ns，激活時(shí)間在0.3 - 1.5 μs之間，能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)各種故障情況。

五、應(yīng)用與設(shè)計(jì)建議

5.1 應(yīng)用場(chǎng)景

這些接收器的預(yù)期應(yīng)用和信號(hào)傳輸技術(shù)適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的基帶數(shù)據(jù)傳輸，傳輸介質(zhì)可以是印刷電路板走線、背板或電纜等。例如在工業(yè)自動(dòng)化、通信設(shè)備、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等領(lǐng)域，都可以發(fā)揮其高速、可靠的優(yōu)勢(shì)。

5.2 設(shè)計(jì)建議

• 電容放置：在VCC和接地平面之間放置一個(gè)0.1 - μF的Z5U陶瓷、云母或聚苯乙烯介質(zhì)的0805尺寸芯片電容，并盡量靠近設(shè)備端子，以減小電源噪聲。
• 端接電阻匹配：端接電阻值應(yīng)與傳輸介質(zhì)的標(biāo)稱特性阻抗匹配，誤差在±10%以內(nèi)，確保信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。
• 未使用使能輸入處理：未使用的使能輸入應(yīng)根據(jù)需要連接到VCC或GND，避免出現(xiàn)不必要的干擾。

六、相關(guān)技術(shù)與解決方案

6.1 有源故障保護(hù)功能

該系列接收器采用了新的集成故障保護(hù)電路，解決了現(xiàn)有LVDS故障保護(hù)解決方案的局限性。它由主接收器和兩個(gè)故障保護(hù)接收器組成的窗口比較器構(gòu)成，當(dāng)輸入差分信號(hào)降至80 mV以下時(shí)，600 - ns的故障保護(hù)定時(shí)器會(huì)對(duì)窗口比較器的輸出進(jìn)行過濾，當(dāng)故障保護(hù)激活時(shí)，將主接收器的輸出驅(qū)動(dòng)為邏輯高電平，有效防止了噪聲的誤接收。

6.2 ECL/PECL - TO - LVTTL轉(zhuǎn)換

對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來說，LVDS為他們提供了除傳統(tǒng)的發(fā)射極耦合邏輯（ECL、PECL和LVPECL）之外的另一種選擇。TI的寬共模LVDS接收器可以直接連接到ECL驅(qū)動(dòng)器，只需為ECL端接提供所需的偏置電壓（VCC - 2 V），通過合理選擇電阻參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似的信號(hào)轉(zhuǎn)換問題，又是如何解決的呢？

七、測(cè)試與設(shè)備信息

7.1 測(cè)試條件

測(cè)試時(shí)的電源電壓VCC為3.3 V，環(huán)境溫度TA為25°C，所有四個(gè)通道同時(shí)進(jìn)行NRZ數(shù)據(jù)切換，示波器與NRZ數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行脈沖觸發(fā)，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

7.2 測(cè)試設(shè)備

使用了Tektronix PS25216可編程電源、Tektronix HFS 9003激勵(lì)系統(tǒng)和Tektronix TDS 784D 4通道數(shù)字熒光示波器（DPO）等設(shè)備，這些專業(yè)設(shè)備能夠?yàn)闇y(cè)試提供高精度的支持。

八、封裝與訂購信息

8.1 封裝信息

提供了多種封裝選項(xiàng)，包括SOIC和TSSOP等，引腳數(shù)量有8針和16針等不同規(guī)格，能夠滿足不同的應(yīng)用需求和電路板布局要求。同時(shí)，對(duì)于每個(gè)封裝類型，還詳細(xì)說明了其尺寸、重量、管芯數(shù)量、載帶類型、RoHS合規(guī)性、引腳涂層/球材料、MSL等級(jí)/峰值回流焊溫度、工作溫度范圍和部件標(biāo)記等信息，方便工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)和采購。

8.2 訂購信息

列出了各個(gè)型號(hào)的可訂購部件編號(hào)、狀態(tài)、材料類型、封裝、引腳、每封裝數(shù)量、載帶類型、RoHS合規(guī)性、引腳涂層/球材料、MSL等級(jí)/峰值回流焊溫度、工作溫度范圍和部件標(biāo)記等信息。工程師可以根據(jù)自己的需求，選擇合適的部件進(jìn)行訂購。

九、總結(jié)

SN65LVDS33、SN65LVDT33、SN65LVDS34 和 SN65LVDT34這一系列高速差分接收器以其高速性能、寬共模輸入電壓范圍、集成端接電阻、有源故障保護(hù)等特點(diǎn)，為電子工程師提供了可靠的高速數(shù)據(jù)接收解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求，合理選擇型號(hào)和進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，要注意遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)建議和測(cè)試條件，確保產(chǎn)品的性能和可靠性。希望這篇文章能夠?qū)Υ蠹以诟咚贁?shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工作有所幫助。如果你對(duì)這些接收器有任何疑問或使用經(jīng)驗(yàn)，歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。