SN75LVDS82 FlatLink?接收器：設(shè)計(jì)與應(yīng)用全解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，信號(hào)傳輸?shù)母咝耘c穩(wěn)定性一直是工程師們關(guān)注的重點(diǎn)。今天，我們就來深入探討一款備受矚目的產(chǎn)品——SN75LVDS82 FlatLink?接收器，它在數(shù)據(jù)傳輸方面有著出色的表現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

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一、產(chǎn)品概述

SN75LVDS82是一款功能強(qiáng)大的集成電路，它集成了四個(gè)串行輸入、7位并行輸出的移位寄存器、一個(gè)7倍時(shí)鐘合成器以及五個(gè)低壓差分信號(hào)（LVDS）線路接收器。這種集成設(shè)計(jì)使得它能夠通過五條平衡對(duì)導(dǎo)體從兼容的發(fā)射器（如SN75LVDS83B）接收同步數(shù)據(jù)，并將其擴(kuò)展為28位單端低壓TTL（LVTTL）同步數(shù)據(jù)，且傳輸速率更低。此外，它還能與SN75LVDS84配合實(shí)現(xiàn)21位傳輸。

二、產(chǎn)品特性

2.1 高速數(shù)據(jù)通道擴(kuò)展

支持4:28的數(shù)據(jù)通道擴(kuò)展，吞吐量高達(dá)1904 Mbps，非常適合SVGA、XGA或SXGA顯示數(shù)據(jù)從控制器到顯示器的傳輸，同時(shí)具有極低的電磁干擾（EMI）。

2.2 電源與功耗

僅需一個(gè)3.3V的單電源供電，典型功耗為250mW。在禁用狀態(tài)下，功耗小于1mW，節(jié)能效果顯著。

2.3 輸入輸出特性

輸入滿足或超過ANSI EIA/TIA - 644標(biāo)準(zhǔn)，僅需五個(gè)線路終端電阻用于差分輸入，幾乎無需額外控制。輸出為下降時(shí)鐘沿觸發(fā)，數(shù)據(jù)總線在發(fā)射器輸入和接收器輸出處表現(xiàn)一致，數(shù)據(jù)傳輸對(duì)用戶透明。

2.4 封裝形式

采用薄型收縮小外形封裝（TSSOP），引腳間距為20密耳，便于在電路板上進(jìn)行布局。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

SN75LVDS82的應(yīng)用范圍十分廣泛，涵蓋了打印機(jī)、帶LCD的電器、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦和PC顯示器、工業(yè)PC、工廠自動(dòng)化顯示器、病人監(jiān)護(hù)和醫(yī)療設(shè)備顯示器、投影儀以及體重秤等多個(gè)領(lǐng)域。

四、技術(shù)參數(shù)

4.1 絕對(duì)最大額定值

• 電源電壓（Vcc）：-0.5V至4V
• 輸出電壓（Vo）：-0.5V至Vcc + 0.5V
• 輸入電壓（V1）：除SHTDN外的任何端子為 - 0.5V至Vcc + 0.5V，SHTDN為 - 0.5V至5.5V
• 連續(xù)總功耗：參考熱信息
• 工作溫度（TA）：0°C至70°C
• 存儲(chǔ)溫度（Tstg）：-65°C至150°C

4.2 ESD額定值

• 人體模型（HBM）：+4000V
• 充電設(shè)備模型（CDM）：+500V

4.3 推薦工作條件

• 電源電壓（Vcc）：3V至3.6V，標(biāo)稱值為3.3V
• 高電平輸入電壓（VIH，SHTDN）：2V
• 低電平輸入電壓（VIL，SHTDN）：0.8V
• 差分輸入電壓（IViDl）：0.1V至0.6V
• 共模輸入電壓（Vic）：IViDl至IViDl + 2.4 - 2V，且Vcc - 0.8V
• 工作自由空氣溫度（TA）：0°C至70°C

4.4 熱信息

不同封裝形式下的熱阻參數(shù)有所不同，以DGG（TSSOP）56引腳封裝為例，結(jié)到環(huán)境的熱阻（RJA）為57.3°C/W，結(jié)到外殼（頂部）的熱阻（Rθjc(top)）為14.6°C/W等。

4.5 電氣特性

• 正向差分輸入閾值電壓（VIT +）：最大100mV
• 負(fù)向差分輸入閾值電壓（ViT -）：最小 - 100mV
• 高電平輸出電壓（VoH）：當(dāng)IoH = - 4mA時(shí)，最小2.4V
• 低電平輸出電壓（VoL）：當(dāng)IoL = 4mA時(shí)，最大0.4V

4.6 時(shí)序要求

• 輸入時(shí)鐘周期時(shí)間（tc）：14.7ns至32.3ns
• 輸入建立時(shí)間（tsu1）：最小600ps
• 輸入保持時(shí)間（th1）：最小600ps

4.7 開關(guān)特性

包括建立時(shí)間、保持時(shí)間、接收器輸入偏斜裕量、延遲時(shí)間等多個(gè)參數(shù)，具體數(shù)值與測(cè)試條件相關(guān)。

五、詳細(xì)工作原理

5.1 數(shù)據(jù)接收與處理

在接收數(shù)據(jù)時(shí)，高速LVDS數(shù)據(jù)以LVDS輸入時(shí)鐘（CLKIN）的7倍速率被接收并加載到寄存器中，然后以CLKIN速率卸載到28位寬的LVTTL并行總線上。內(nèi)部的鎖相環(huán)（PLL）時(shí)鐘合成器電路生成7倍時(shí)鐘用于內(nèi)部時(shí)鐘控制，并為擴(kuò)展數(shù)據(jù)生成輸出時(shí)鐘（CLKOUT），SN75LVDS82在CLKOUT的下降沿呈現(xiàn)有效數(shù)據(jù)。

5.2 功能模式

• 低功耗模式：通過低電平有效的SHTDN輸入可以將SN75LVDS82置于低功耗模式。將SHTDN引腳連接到GND會(huì)抑制時(shí)鐘并關(guān)閉LVDS輸出驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)將所有內(nèi)部寄存器清零，TTL輸出進(jìn)入高阻態(tài)。要使設(shè)備正常工作，需在SHTDN上連接上拉電阻到Vcc。
• 測(cè)試模式：提供了16灰度測(cè)試模式和最壞情況測(cè)試模式等，用于測(cè)試設(shè)備的性能。

六、應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

6.1 信號(hào)連接

在實(shí)際應(yīng)用中，需要了解如何將每個(gè)信號(hào)從圖形源通過SN75LVDS83B和SN75LVDS82連接到LCD面板輸入。例如，在24位彩色主機(jī)到24位LCD平板顯示器的應(yīng)用中，推薦使用五個(gè)100Ω的終端電阻，且建議采用0603類型。

6.2 設(shè)計(jì)流程

• 上電順序：先緩慢提升LCD電源，但保持背光源關(guān)閉，等待一段時(shí)間確保無顯示噪聲后，啟用視頻源輸出并發(fā)送黑色視頻數(shù)據(jù)，然后將SN75LVDS82的SHTDN置為高電平，繼續(xù)發(fā)送一段時(shí)間的黑色視頻數(shù)據(jù)使設(shè)備鎖相，最后發(fā)送真實(shí)圖像數(shù)據(jù)并啟用背光源。
• 下電順序：先禁用LCD背光源，將視頻源輸出數(shù)據(jù)切換為黑色圖像數(shù)據(jù)并保持一段時(shí)間，將SN75LVDS82的SHTDN置為低電平，禁用視頻源輸出，最后移除LCD面板的電源以實(shí)現(xiàn)最低系統(tǒng)功耗。

七、電源與布局建議

7.1 電源去耦

為了降低電源噪聲，建議在SN75LVDS82的電源引腳附近進(jìn)行良好的去耦處理。在每個(gè)電源引腳放置一個(gè)0.01μF的陶瓷電容，并在每個(gè)電源節(jié)點(diǎn)放置兩個(gè)0.1μF的陶瓷電容，同時(shí)盡量減小電容與芯片之間的距離以降低環(huán)路電感。此外，在每個(gè)電源引腳放置一個(gè)100pF的陶瓷電容可以優(yōu)化EMI性能。

7.2 布局準(zhǔn)則

• 布線時(shí)使用45度彎角，避免直角彎角，以減少差分走線阻抗的不連續(xù)性。
• 將信號(hào)路徑中的無源元件（如源匹配電阻或交流耦合電容）相鄰放置。
• 確保走線經(jīng)過過孔時(shí)，過孔間隙不會(huì)中斷地平面上的回流路徑。
• 避免在DisplayPort連接器的焊盤下方或之間存在金屬層和走線，以保證阻抗匹配。
• 使用實(shí)心的電源和地平面來控制100Ω的阻抗并降低電源噪聲。
• 盡量減小走線長度以減少信號(hào)衰減。
• 將大容量電容（如10μF）靠近電源源放置。

八、總結(jié)

SN75LVDS82 FlatLink?接收器以其出色的性能、豐富的功能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為電子工程師在數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)中的得力助手。通過深入了解其特性、工作原理、應(yīng)用設(shè)計(jì)以及電源和布局建議，工程師們能夠更好地發(fā)揮該產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出高效、穩(wěn)定的電子系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，還需要根據(jù)具體需求進(jìn)行合理的選擇和優(yōu)化，以確保系統(tǒng)的性能達(dá)到最佳狀態(tài)。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。