DS90CF366與DS90CF386：LVDS接收器的技術(shù)解析與應(yīng)用指南

在當(dāng)今高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)代，低電壓差分信號（LVDS）技術(shù)憑借其低功耗、高速率和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。DS90CF366和DS90CF386作為德州儀器（TI）推出的兩款LVDS接收器，在視頻顯示、數(shù)字視頻傳輸?shù)阮I(lǐng)域展現(xiàn)出了卓越的性能。本文將深入解析這兩款接收器的特性、應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為電子工程師們提供全面的技術(shù)參考。

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一、產(chǎn)品概述

DS90CF386能夠?qū)⑺膫€LVDS數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為28位并行LVCMOS數(shù)據(jù)，而DS90CF366則可將三個LVDS數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為21位并行LVCMOS數(shù)據(jù)。兩款接收器的輸出均在下降沿觸發(fā)，且與上升沿或下降沿觸發(fā)的發(fā)射器能夠?qū)崿F(xiàn)互操作，無需額外的轉(zhuǎn)換邏輯。其LVDS時(shí)鐘工作頻率范圍為20 MHz至85 MHz，在85 MHz的時(shí)鐘速率下，DS90CF386的最大吞吐量可達(dá)2.38 Gbps，DS90CF366為1.785 Gbps。

二、特性亮點(diǎn)

2.1 高性能與低功耗

• 寬時(shí)鐘頻率支持：支持20 MHz至85 MHz的移位時(shí)鐘，能夠滿足多種應(yīng)用場景的需求。
• 低功耗設(shè)計(jì)：在85 MHz灰度模式下，接收器功耗典型值小于142 mW；電源關(guān)閉模式下，最大功耗小于1.44 mW 。

  2.2 高兼容性與可靠性

• 多分辨率支持：支持VGA、SVGA、XGA和單像素SXGA等多種分辨率。
• ESD防護(hù)：靜電放電（ESD）額定值大于7 kV（HBM）和700 V（EIAJ），具有良好的抗靜電能力。
• PLL無外部組件：內(nèi)部鎖相環(huán)（PLL）無需外部組件，簡化了設(shè)計(jì)。
• LVDS標(biāo)準(zhǔn)兼容：符合TIA/EIA - 644 LVDS標(biāo)準(zhǔn)，確保了與其他LVDS設(shè)備的兼容性。

  2.3 多樣化封裝形式

  提供56引腳或48引腳TSSOP封裝，DS90CF386還提供64引腳、0.8 mm精細(xì)間距球柵陣列（NFBGA）封裝，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 視頻顯示

在各類視頻顯示設(shè)備中，如液晶顯示器（LCD）、等離子顯示器（PDP）等，DS90CF366和DS90CF386可實(shí)現(xiàn)LVDS信號到LVCMOS信號的轉(zhuǎn)換，為顯示提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支持。

3.2 打印與成像

在打印機(jī)和成像設(shè)備中，可用于數(shù)字視頻傳輸，確保圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和處理。

3.3 機(jī)器視覺

在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，能夠高效地處理高速數(shù)據(jù)傳輸，滿足系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求。

3.4 開放LDI - RGB橋接

作為開放LDI到RGB的橋接器，可實(shí)現(xiàn)不同接口之間的信號轉(zhuǎn)換，拓展了設(shè)備的兼容性。

四、引腳配置與功能

4.1 引腳類型與功能

兩款接收器的引腳分為接地（G）、輸入（I）、輸出（O）和電源（P）等類型。例如，GND引腳為LVCMOS輸出提供接地，LVDS GND引腳為LVDS輸入提供接地，LVDS VCC引腳為LVDS輸入提供電源等。

4.2 關(guān)鍵引腳說明

• PWR DWN：LVCMOS電平輸入，低電平有效，用于將接收器置于低功耗模式。
• RxCLKIN+和RxCLKIN -：正負(fù)LVDS差分時(shí)鐘輸入，為接收器提供時(shí)鐘信號。
• RxCLKOUT：LVCMOS電平時(shí)鐘輸出，下降沿作為數(shù)據(jù)選通信號。

五、規(guī)格參數(shù)

5.1 絕對最大額定值

包括電源電壓、CMOS/LVCMOS輸出電壓、LVDS接收器輸入電壓等參數(shù)的最大額定值，超出這些值可能會對設(shè)備造成永久性損壞。

5.2 ESD額定值

人體模型（HBM）靜電放電額定值為±7000 V，帶電設(shè)備模型（CDM）為±700 V，確保了設(shè)備在靜電環(huán)境下的可靠性。

5.3 推薦工作條件

推薦電源電壓為3 V至3.6 V，工作環(huán)境溫度范圍為 - 10℃至70℃，以保證設(shè)備的正常工作性能。

5.4 電氣特性

涵蓋LVCMOS直流規(guī)格、LVDS接收器直流規(guī)格、接收器電源電流等多項(xiàng)電氣參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供了詳細(xì)的參考依據(jù)。

六、詳細(xì)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

6.1 設(shè)計(jì)要求

• 工作頻率：LVDS時(shí)鐘必須在20 MHz至85 MHz范圍內(nèi)。
• 位分辨率：DS90CF386不高于24 bpp，最大支持8位RGB；DS90CF366不高于18 bpp，最大支持6位RGB。
• 數(shù)據(jù)映射：根據(jù)面板顯示要求確定合適的數(shù)據(jù)映射方式。
• 接收器偏斜裕量（RSKM）：確保發(fā)射脈沖位置和接收選通位置之間有足夠的裕量。
• 輸入終端：每個LVDS差分對需跨接一個100 Ω ± 10%的電阻，并盡量靠近IC輸入引腳。
• LVCMOS輸出：未使用的引腳可懸空，可在每個LVCMOS輸出端添加串聯(lián)電阻以減少長板跡線的反射。

  6.2 設(shè)計(jì)步驟

• 電纜接口：選擇合適的電纜，確保其支持差分LVDS對，并保持恒定的100 Ω差分阻抗，電纜偏斜應(yīng)低于120 ps（85 MHz時(shí)鐘速率下）。
• 位分辨率與工作頻率：根據(jù)面板顯示的要求，計(jì)算所需的LVDS時(shí)鐘頻率，并確保其在20 MHz至85 MHz范圍內(nèi)。
• 數(shù)據(jù)映射：根據(jù)面板顯示的RGB映射要求，確定接收器到終端面板顯示的數(shù)據(jù)映射方式。
• RSKM互操作性：評估系統(tǒng)中可用的RSKM，通過調(diào)整LVDS時(shí)鐘或數(shù)據(jù)的位置來優(yōu)化RSKM性能。

七、電源與布局建議

7.1 電源供應(yīng)

為確保穩(wěn)定的電源供應(yīng)和最小的電源噪聲，建議在每個電源引腳（VCC、PLL VCC、LVDS VCC）與接地平面之間并聯(lián)三個去耦電容（0.1 μF、0.01 μF和0.001 μF），并采用寬走線和獨(dú)立過孔連接到接地平面。

7.2 布局設(shè)計(jì)

• 差分對走線應(yīng)緊密耦合，保持等長，以減少噪聲干擾和反射。
• 減少信號走線上的過孔數(shù)量，避免90°角，采用45°彎折。
• 匹配所選物理介質(zhì)的差分阻抗，并與接收器輸入端的終端電阻值一致。
• 盡量使用短走線連接LVDS輸入。

八、總結(jié)

DS90CF366和DS90CF386作為高性能的LVDS接收器，在視頻顯示、數(shù)字視頻傳輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。通過深入了解其特性、應(yīng)用及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，電子工程師們能夠充分發(fā)揮這兩款接收器的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)出更加穩(wěn)定、高效的電路系統(tǒng)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，務(wù)必嚴(yán)格遵循推薦的工作條件和設(shè)計(jì)指南，確保設(shè)備的性能和可靠性。同時(shí)，要注意靜電放電防護(hù)，避免對設(shè)備造成損壞。希望本文能為電子工程師們在使用DS90CF366和DS90CF386時(shí)提供有價(jià)值的參考。

你在設(shè)計(jì)中是否遇到過類似LVDS接收器的應(yīng)用難題？你是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。