高速差分線路驅動器SN75LVDS31與SN75LVDS9638的深度剖析

在電子工程師的日常工作中，高速差分線路驅動器是實現高效數據傳輸的關鍵組件。今天就來詳細探討一下德州儀器（TI）的SN75LVDS31和SN75LVDS9638這兩款高速差分線路驅動器。

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產品概述

SN75LVDS31和SN75LVDS9638是兩款實現低壓差分信號（LVDS）電氣特性的差分線路驅動器。LVDS技術將傳統5V差分標準電平的輸出電壓降低，從而減少了功耗，提高了開關速度，并且能夠在3.3V電源軌下工作。當驅動器啟用時，四個電流模式驅動器中的任何一個都能在100Ω負載下提供最小247mV的差分輸出電壓。

這兩款驅動器主要用于在約100Ω受控阻抗介質上進行點對點基帶數據傳輸，傳輸介質可以是印刷電路板走線、背板或電纜。不過，數據傳輸的最終速率和距離取決于傳輸介質的衰減特性以及環境噪聲的耦合情況。

技術特性

電氣特性

• 輸出電壓：在100Ω負載下，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：穩態共模輸出電壓在邏輯狀態之間的變化為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，例如在無負載且輸入電壓為0.8V或2V時，啟用狀態下典型值為9mA，最大值為20mA；在100Ω負載且輸入相同電壓時，啟用狀態下典型值為25mA，最大值為35mA。SN75LVDS9638在無負載且輸入電壓為0.8V或2V時，典型值為4.7mA，最大值為8mA；在100Ω負載時，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，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，典型值為0.1μA，最大值為10μA。

開關特性

• 傳播延遲時間：低到高電平輸出和高到低電平輸出的傳播延遲時間典型值均為6ns。
• 上升和下降時間：差分輸出信號的上升時間（20% - 80%）和下降時間（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。

應用電路

典型應用電路

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

100Mbps IEEE1394收發器應用

在該應用中，使用的電阻為無引腳厚膜（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超過IEEE1394規定的值。

5V電源應用

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

機械信息與封裝

這兩款驅動器提供多種封裝選項，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量有所不同，工程師在設計時需要根據實際需求進行選擇。例如D封裝引腳數量有8、14、16等多種選擇，不同引腳數對應的尺寸也有詳細的規格說明。

設計建議

在使用SN75LVDS31和SN75LVDS9638進行設計時，工程師需要注意以下幾點：

1. 電源和去耦：確保電源穩定，并按照推薦在VCC和接地平面之間添加合適的電容進行去耦，以減少電源噪聲對驅動器性能的影響。大家在實際操作中有沒有遇到過因為電源噪聲導致驅動器工作異常的情況呢？
2. 阻抗匹配：由于這兩款驅動器用于100Ω受控阻抗介質，因此在設計電路板時要確保傳輸線的阻抗匹配，避免信號反射。
3. 布局和布線：合理的布局和布線可以減少信號干擾和噪聲耦合。例如，盡量縮短驅動器與負載之間的距離，避免走線過長導致信號衰減。

總的來說，SN75LVDS31和SN75LVDS9638是兩款性能出色的高速差分線路驅動器，能夠滿足多種高速數據傳輸的應用需求。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品。