德州儀器高速差分接收器：SN65LVDS 系列全面解析

電子工程師在選擇合適的差分接收器時，往往會關注其性能、兼容性、可靠性等多個方面。今天，我們就來深入探討德州儀器（TI）的 SN65LVDS32B、SN65LVDT32B、SN65LVDS3486B、SN65LVDT3486B、SN65LVDS9637B 和 SN65LVDT9637B 等一系列高速差分接收器，看看它們有哪些獨特的魅力。

文件下載：SN65LVDS32DR.pdf

產品概述

SN65LVDS 系列差分接收器是為滿足低電壓差分信號（LVDS）的電氣特性而設計的第二代產品。LVDS 技術在高速數據傳輸領域有著廣泛的應用，而這些接收器在性能和功能上都有顯著提升，為有線環境提供了更優的解決方案。不過需要注意的是，它們是 TI 產品組合的擴展，并非完全替代舊款 LVDS 接收器。

產品特性亮點

高性能信號處理

• 高速傳輸：這些接收器滿足或超越 ANSI EIA/TIA - 644 標準，最高信號速率可達 400 Mbps，推薦最大并行速率為 200 M - Transfer/s，能夠滿足大多數高速數據傳輸的需求。想象一下，在高速數據采集系統中，如此高的傳輸速率可以確保數據的實時性和準確性。
• 寬輸入電壓范圍：采用單 3.3 - V 電源供電，輸入共模電壓范圍為 - 2 V 至 4.4 V，比標準要求寬 2 V。這一特性使得驅動器和接收器之間的接地噪聲容限提高到 3 V，從而允許更長的電纜長度，為布線提供了更大的靈活性。
• 低閾值與遲滯：差分輸入閾值小于 50 mV，且在整個共模輸入電壓范圍內具有 50 mV 的遲滯，有效提高了對緩慢變化輸入信號的抗噪聲能力。在復雜的電磁環境中，這一特性可以減少噪聲對信號的干擾，保證信號的穩定性。

集成與保護設計

• 集成終端電阻：LVDT 系列集成了 110 - Ω 線路終端電阻，無需外部電阻，簡化了電路設計。而 SN65LVDS 系列則適用于多節點或其他終端電路，為不同的應用場景提供了更多選擇。
• ESD 保護：接收器的輸入引腳能夠承受 ±15 - kV 人體模型（HBM）和 ±600 V 機器模型（MM）的靜電放電，保證了在有線連接等環境中的可靠性。這就好比給接收器穿上了一層“防護衣”，有效抵御靜電的侵害。
• 有源故障保護：內置的（專利待批）故障保護電路在輸入信號丟失后 600 ns 內提供高電平輸出，防止在故障條件下噪聲被誤當作有效數據。常見的信號丟失原因如電纜斷開、線路短路或發射機斷電等情況都能得到有效處理。

封裝與兼容性

• 小封裝設計：采用小外形封裝，引腳間距為 1.27 mm，節省了電路板空間，適用于對空間要求較高的應用。
• 引腳兼容：與 AM26LS32、MC3486 或 μA9637 引腳兼容，方便工程師進行替換和升級。

產品選型與功能表

可選型號

功能表

其中，H 表示高電平，L 表示低電平，X 表示無關，Z 表示高阻抗（關），? 表示不確定。通過功能表，工程師可以清晰地了解接收器在不同輸入條件下的輸出狀態，從而進行合理的電路設計。

電氣與開關特性

電氣特性

在推薦的工作條件下，接收器具有一系列電氣特性。例如，正向差分輸入電壓閾值 (V{IT1}) 最大為 50 mV，負向差分輸入電壓閾值 (V{IT2}) 最小為 - 50 mV，差分輸入故障保護電壓閾值 (V_{IT3}) 在 - 32 mV 至 - 100 mV 之間。這些參數保證了接收器對輸入信號的準確判斷。

開關特性

接收器的開關特性也非常出色。傳播延遲時間典型值為 4 ns，脈沖偏斜 (t{sk(p)}) 最大為 200 ps，輸出偏斜 (t{sk(o)}) 最大為 150 ps，部分到部分偏斜 (t_{sk(pp)}) 最大為 1 ns。這些特性確保了信號在傳輸過程中的準確性和及時性。

應用案例與信息

典型應用

這些接收器適用于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，特性阻抗約為 100 Ω。在實際應用中，數據傳輸的最終速率和距離取決于介質的衰減特性以及環境噪聲的耦合情況。

具體應用電路

5 - V 電源應用

圖 12 展示了使用 5 - V 電源的應用電路。在該電路中，需要注意以下幾點：

• 在 (V_{CC}) 和接地平面之間放置一個 0.1 - μF 的 Z5U 陶瓷、云母或聚苯乙烯介質的 0805 尺寸芯片電容，且電容應盡量靠近器件引腳。
• 終端電阻值應與傳輸介質的標稱特性阻抗匹配，誤差在 ±10% 以內。
• 未使用的使能輸入應根據需要連接到 (V_{CC}) 或 GND。

ECL/PECL 到 LVTTL 轉換

在系統設計中，發射極耦合邏輯（ECL、PECL 和 LVPECL）常被用作物理層。現在，LVDS 技術為設計師提供了另一種選擇。TI 的寬共模 LVDS 接收器可以直接連接到 ECL 驅動器，只需為 ECL 終端提供偏置電壓 ((V_{CC}-2 ~V))。圖 14 和圖 15 展示了使用 LV/PECL 驅動器驅動 5 米 CAT - 5 電纜，并由 TI 的寬共模接收器接收的應用，以及相應的眼圖。

相關資料

TI 為該系列接收器提供了 IBIS 建模，可聯系當地 TI 銷售辦公室或訪問 TI 網站（www.ti.com）獲取更多信息。此外，還有一些相關文檔可供參考，如《Low - Voltage Differential Signaling Design Notes (SLLA014)》《Interface Circuits for TIA/EIA - 644 (LVDS) (SLLA038)》等，這些文檔可以為工程師提供更多的應用指導。

封裝與包裝信息

封裝選項

包裝信息

該系列接收器提供卷帶包裝和管裝兩種包裝方式。卷帶包裝有詳細的卷盤尺寸和載帶尺寸信息，管裝則有相應的管長、寬度等尺寸信息。工程師在采購和使用時，可以根據實際需求選擇合適的包裝方式。

德州儀器的 SN65LVDS 系列高速差分接收器在性能、功能、兼容性等方面都表現出色，為電子工程師在高速數據傳輸設計中提供了可靠的選擇。在實際應用中，工程師可以根據具體需求選擇合適的型號，并參考相關資料進行合理的電路設計。大家在使用這些接收器的過程中，有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨特的應用場景呢？歡迎在評論區分享交流。