高速差分線路驅(qū)動(dòng)器SN75LVDS31與SN75LVDS9638的深度剖析

在電子工程師的日常工作中，高速差分線路驅(qū)動(dòng)器是實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵組件。今天就來詳細(xì)探討一下德州儀器（TI）的SN75LVDS31和SN75LVDS9638這兩款高速差分線路驅(qū)動(dòng)器。

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產(chǎn)品概述

SN75LVDS31和SN75LVDS9638是兩款實(shí)現(xiàn)低壓差分信號(hào)（LVDS）電氣特性的差分線路驅(qū)動(dòng)器。LVDS技術(shù)將傳統(tǒng)5V差分標(biāo)準(zhǔn)電平的輸出電壓降低，從而減少了功耗，提高了開關(guān)速度，并且能夠在3.3V電源軌下工作。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器啟用時(shí)，四個(gè)電流模式驅(qū)動(dòng)器中的任何一個(gè)都能在100Ω負(fù)載下提供最小247mV的差分輸出電壓。

這兩款驅(qū)動(dòng)器主要用于在約100Ω受控阻抗介質(zhì)上進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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。不過，數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罱K速率和距離取決于傳輸介質(zhì)的衰減特性以及環(huán)境噪聲的耦合情況。

技術(shù)特性

電氣特性

• 輸出電壓：在100Ω負(fù)載下，差分輸出電壓幅度最小為247mV，典型值為340mV，最大值為454mV。邏輯狀態(tài)之間的差分輸出電壓幅度變化在 - 50mV至50mV之間。
• 共模輸出電壓：穩(wěn)態(tài)共模輸出電壓在邏輯狀態(tài)之間的變化為1.125V至1.375V，典型值為1.2V；峰 - 峰共模輸出電壓為50mV至150mV。
• 電源電流：SN75LVDS31在不同條件下的電源電流有所不同，例如在無(wú)負(fù)載且輸入電壓為0.8V或2V時(shí)，啟用狀態(tài)下典型值為9mA，最大值為20mA；在100Ω負(fù)載且輸入相同電壓時(shí)，啟用狀態(tài)下典型值為25mA，最大值為35mA。SN75LVDS9638在無(wú)負(fù)載且輸入電壓為0.8V或2V時(shí)，典型值為4.7mA，最大值為8mA；在100Ω負(fù)載時(shí)，典型值為9mA，最大值為13mA。
• 輸入電流：高電平輸入電流在輸入電壓為2V時(shí)，典型值為4μA，最大值為20μA；低電平輸入電流在輸入電壓為0.8V時(shí)，典型值為0.1μA，最大值為10μA。

開關(guān)特性

• 傳播延遲時(shí)間：低到高電平輸出和高到低電平輸出的傳播延遲時(shí)間典型值均為6ns。
• 上升和下降時(shí)間：差分輸出信號(hào)的上升時(shí)間（20% - 80%）和下降時(shí)間（80% - 20%）典型值均為0.5ns至1.2ns。
• 脈沖和通道間偏斜：脈沖偏斜（|tpHL - tpLH|）和通道間輸出偏斜典型值均為0.6ns，器件間偏斜典型值為1ps。

應(yīng)用電路

典型應(yīng)用電路

在典型應(yīng)用電路中，需要在VCC和接地平面之間放置一個(gè)0.1μF和一個(gè)25μF的陶瓷、云母或聚苯乙烯介質(zhì)的0805尺寸貼片電容，并且這些電容應(yīng)盡可能靠近器件引腳。未使用的使能輸入應(yīng)根據(jù)需要連接到VCC或GND。

100Mbps IEEE1394收發(fā)器應(yīng)用

在該應(yīng)用中，使用的電阻為無(wú)引腳厚膜（0603）5%公差電阻，建議添加去耦電容，VCC電壓范圍為3V至3.6V。需要注意的是，’LVDS31的差分輸出電壓可能會(huì)超過IEEE1394規(guī)定的值。

5V電源應(yīng)用

當(dāng)使用5V電源時(shí)，需要在VCC和接地平面之間放置一個(gè)0.1μF的Z5U陶瓷、云母或聚苯乙烯介質(zhì)的0805尺寸貼片電容，且電容應(yīng)盡量靠近器件引腳。

機(jī)械信息與封裝

這兩款驅(qū)動(dòng)器提供多種封裝選項(xiàng)，包括D（R - PDSO - G）塑料小外形封裝、DGK（R - PDSO - G8）塑料小外形封裝以及PW（R - PDSO - G）塑料小外形封裝等。不同封裝的尺寸和引腳數(shù)量有所不同，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。例如D封裝引腳數(shù)量有8、14、16等多種選擇，不同引腳數(shù)對(duì)應(yīng)的尺寸也有詳細(xì)的規(guī)格說明。

設(shè)計(jì)建議

在使用SN75LVDS31和SN75LVDS9638進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，工程師需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 電源和去耦：確保電源穩(wěn)定，并按照推薦在VCC和接地平面之間添加合適的電容進(jìn)行去耦，以減少電源噪聲對(duì)驅(qū)動(dòng)器性能的影響。大家在實(shí)際操作中有沒有遇到過因?yàn)殡娫丛肼晫?dǎo)致驅(qū)動(dòng)器工作異常的情況呢？
2. 阻抗匹配：由于這兩款驅(qū)動(dòng)器用于100Ω受控阻抗介質(zhì)，因此在設(shè)計(jì)電路板時(shí)要確保傳輸線的阻抗匹配，避免信號(hào)反射。
3. 布局和布線：合理的布局和布線可以減少信號(hào)干擾和噪聲耦合。例如，盡量縮短驅(qū)動(dòng)器與負(fù)載之間的距離，避免走線過長(zhǎng)導(dǎo)致信號(hào)衰減。

總的來說，SN75LVDS31和SN75LVDS9638是兩款性能出色的高速差分線路驅(qū)動(dòng)器，能夠滿足多種高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用需求。希望通過這篇文章，能幫助電子工程師更好地了解和使用這兩款產(chǎn)品。