SN65MLVD20x系列M - LVDS收發(fā)器的深度剖析

在硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域，信號(hào)傳輸與處理的高效性和穩(wěn)定性一直是電子工程師關(guān)注的重點(diǎn)。今天我們就來詳細(xì)探討一下德州儀器（TI）的SN65MLVD20x系列，這是一系列低電壓差分線路驅(qū)動(dòng)器和接收器，在多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方面表現(xiàn)出色。

文件下載：SN65MLVD202DR.pdf

產(chǎn)品概述

SN65MLVD20x系列器件符合提議的多點(diǎn)低壓差分信號(hào)（M - LVDS）標(biāo)準(zhǔn)（TIA/EIA - 899），與TIA/EIA - 644標(biāo)準(zhǔn)兼容的LVDS同類產(chǎn)品相似，但增加了適用于多點(diǎn)應(yīng)用的特性。它的驅(qū)動(dòng)輸出電流增加，可支持雙端接、50Ω負(fù)載的多點(diǎn)應(yīng)用，驅(qū)動(dòng)輸出擺率針對(duì)高達(dá)100 Mbps的信號(hào)速率進(jìn)行了優(yōu)化。該系列器件適用于半雙工或多點(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，工作溫度范圍為 - 40°C至85°C。

產(chǎn)品特性

1. 低功耗：在100 Mbps的信號(hào)速率下，驅(qū)動(dòng)器典型功耗為50 mW，接收器典型功耗為30 mW。
2. 高兼容性：符合或超過當(dāng)前M - LVDS標(biāo)準(zhǔn)TIA/EIA - 899的要求。
3. 信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)化：控制驅(qū)動(dòng)器輸出電壓轉(zhuǎn)換時(shí)間，提高信號(hào)質(zhì)量。
4. 寬共模電壓范圍： - 1 V至3.4 V的共模電壓范圍，允許在高達(dá)2 V的接地噪聲下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
5. 故障檢測(cè)：Type - 2接收器提供100 mV的偏移閾值，可檢測(cè)開路和空閑總線條件。
6. 單電源供電：僅需3.3 V單電源供電。
7. 低傳播延遲：驅(qū)動(dòng)器傳播延遲典型值為2.3 ns，接收器為5 ns。
8. 無毛刺操作：上電/掉電時(shí)驅(qū)動(dòng)器無毛刺。
9. 短路保護(hù)：驅(qū)動(dòng)器可處理連續(xù)短路操作而不損壞。
10. 高阻抗?fàn)顟B(tài)：禁用或 (V_{CC} ≤1.5 ~V) 時(shí)，總線引腳呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。
11. 高速版本可選：有200 Mbps的器件可供選擇（SN65MLVD201、203、206和207）。

器件類型與選項(xiàng)

該系列有Type - 1和Type - 2兩種接收器類型。Type - 1接收器的差分輸入電壓閾值接近零伏（±50 mV），并包含25 mV的遲滯，可防止在有噪聲的情況下輸出振蕩；Type - 2接收器包含偏移閾值，可檢測(cè)開路、空閑總線和其他故障條件，并在這些條件下提供已知的輸出狀態(tài)。

功能表

文檔中給出了詳細(xì)的功能表，包括Type - 1和Type - 2接收器的輸入輸出關(guān)系，以及驅(qū)動(dòng)器的輸入輸出關(guān)系。這些功能表清晰地展示了器件在不同輸入條件下的輸出狀態(tài)，為工程師的設(shè)計(jì)提供了重要參考。

電氣特性

1. 絕對(duì)最大額定值：規(guī)定了器件在不同參數(shù)下的最大承受范圍，如電源電壓范圍為 - 0.5 V至4 V，輸入電壓范圍、輸出電壓范圍等也有相應(yīng)規(guī)定。同時(shí)，還給出了靜電放電、連續(xù)功耗、存儲(chǔ)溫度范圍等參數(shù)的最大額定值。
2. 推薦工作條件：包括電源電壓、高低電平輸入電壓、差分輸入電壓幅值、總線端子電壓、共模輸入電壓、接收器負(fù)載電容和工作溫度等參數(shù)的推薦范圍。
3. 電氣特性參數(shù)：詳細(xì)列出了驅(qū)動(dòng)器、接收器和總線輸入輸出的各項(xiàng)電氣特性參數(shù)，如差分輸出電壓幅值、穩(wěn)態(tài)共模輸出電壓、輸入電流、輸出電流等，以及它們?cè)诓煌瑴y(cè)試條件下的最小值、典型值和最大值。

開關(guān)特性

文檔還給出了驅(qū)動(dòng)器和接收器的開關(guān)特性，包括傳播延遲時(shí)間、上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈沖偏斜、抖動(dòng)等參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估器件在高速信號(hào)傳輸中的性能至關(guān)重要。

典型特性

通過一系列圖表展示了驅(qū)動(dòng)器和接收器的典型特性，如傳播延遲與自由空氣溫度的關(guān)系、輸出電流與輸出電壓的關(guān)系、平均電源電流與頻率的關(guān)系、抖動(dòng)與時(shí)鐘頻率或數(shù)據(jù)速率的關(guān)系等。這些典型特性有助于工程師更好地了解器件在不同工作條件下的性能表現(xiàn)。

應(yīng)用信息

1. 接收器類型比較：M - LVDS標(biāo)準(zhǔn)定義的Type - 1和Type - 2接收器各有特點(diǎn)。Type - 1接收器可最大化差分噪聲裕量，適用于最大信號(hào)速率；Type - 2接收器適用于控制信號(hào)和較慢的信號(hào)速率。
2. 與RS - 485的比較：RS - 485和M - LVDS應(yīng)用類似，但在負(fù)載數(shù)量、差分電壓范圍、共模電壓范圍、最大信號(hào)速率和接收器最小閾值等方面存在差異。RS - 485型設(shè)備的差分輸出電壓和共模電壓范圍更大，可處理更長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離；而M - LVDS的信號(hào)速率是RS - 485的十倍。
3. 典型應(yīng)用電路：給出了SN65MLVD200的典型應(yīng)用電路，強(qiáng)調(diào)了線路兩端應(yīng)進(jìn)行特征阻抗端接，支線長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短。

封裝信息

文檔提供了該系列器件的封裝選項(xiàng)、包裝信息、磁帶和卷軸信息、管裝信息以及機(jī)械數(shù)據(jù)、焊盤圖案數(shù)據(jù)等。這些信息對(duì)于器件的安裝和布局設(shè)計(jì)非常重要。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，綜合考慮上述各項(xiàng)特性和參數(shù)，合理選擇器件類型和工作條件，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。同時(shí)，對(duì)于文檔中給出的測(cè)試電路和測(cè)量方法，也可以作為實(shí)際測(cè)試和驗(yàn)證的參考。大家在使用這些器件時(shí)，有沒有遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。