LVDS信号

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了LVDS信号。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

LVDS 速率

理想LVDS 速率计算

实际LVDS 速率计算

LVDS TX信号的电参数

全负载测试(full load test measurements)

短路测试

对地或者(共模电压短路测试)

 对内短路测试

 输出信号波形

动态偏置电压测试

LVDS RX 测试

 无内置端接电阻的RX测试

接收输入电流VS电压测试

接收输入平衡测试

 内置端接电阻的RX测试

输入电流VS电压和输入阻抗测试

接收灵敏度测试


LVDS 速率

        LVDS其实没有定义传输速率,传输速率主要有TX和RX之间的传输媒介,RX对信号质量的要求,TX到RX传输延时等因素决定。理论上LVDS可以传输1.923Gbps的速率。

理想LVDS 速率计算

        LVDS  信号上升或者下降时间的要求是小于0.5 UI, 规范中要求TX发生的信号的上升和下降时间<260ps,最坏情况那就260ps。 所以,计算规范中定义的最传快输速率的是1/(tr+tf)=1/560ps=1.923Gbps。如果TX端的上升和下降时间越短,传输速率也当然会越高。

实际LVDS 速率计算

        实际上传输链路一定会有损耗,比如一根5米的cable,引入500ps的上升和下降沿损失,那么按照协议的要求RX端信号的上升和下降时间最少是500+260ps=760ps。按照传输速率的计算方法1/(tr+tf)=1/(760+760)=657Mbps。

        实际应用中,IO的设计人员可以根据实际传输速率设计TX端,比如应用只需要100Mbps的传输速率,那么TX端设计信号的上升和下降时间可以在信号UI 5%~30%,也就是500ps~3ns,经过链路后只要信号的上升和下降时间<5ns 就可以。毕竟越高速的设计成本和难度都越大。

        

LVDS TX信号的电参数

LVDS的IO电路结构如下:

lvds波形,硬件工程

LVDS 输出输入连接

lvds波形,硬件工程

 LVDS输出级

lvds波形,硬件工程

 LVDS输入级

LVDS输出级是电流型的,输入级是MOS管的Gate级,因此要产生电压需要在接收端进行端接。规规范要求用100ohm的电阻进行端接,流过100ohm电阻的典型电流是3.5mA,因此电阻两端的典型电压是350mV。

lvds波形,硬件工程

规范中定义电压范围是

(0)+250mV~+450mV  或者(1)-250mV~-450mV 。 

        lvds波形,硬件工程

全负载测试(full load test measurements)

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程
标题全负载测试电路
  1. 端接100ohm电阻。
  2. 两个3.74Kohm的电阻提供直流偏置Vtest。
  3. 测试过程输出固定0 或者 1
  4. 调节Vtest  从0到2.4V
  5. 确认A/B两端的电压是否符合以下要求。
lvds波形,硬件工程
标题全负载测试规格

偏置电压和平衡测试(Offset voltage and balance measurements)

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程
标偏置电压和平衡测试电路
  1. 两个49.9ohm电阻最输出进行端接
  2. TX输出固定0 或者 1
  3. 测试两个电阻中间的电压,并确认是否符合以下要求。
lvds波形,硬件工程
标偏置电压和平衡测试规格

短路测试

对地或者(共模电压短路测试)

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程
对地或者对共模短路测试电路
  1.  TX输出的正和负端分别对GND或者共模短路。
  2. 测试电流是否操作规格要求。
lvds波形,硬件工程
对GND或者共模短路测试规格

 对内短路测试

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程
差分对内短路测试电路
  1.  TX输出的正和负端直接短路。
  2. 测试电流是否操作规格要求。
lvds波形,硬件工程
差分对内短路测试规格

 输出信号波形

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程

  1. RL 要求99.8 ohm ±1 % 
  2. TX输出要求1010...翻转
  3. 确认波形的上下冲是否超过+/-20Vss 的要求。注意: Vss=2*Vt
  4. 确认波形的上升下降时间是否超过要求。注意上升和下降时间20%~80%的幅度。
  5. 确认波形的上升下降波形是否单调
lvds波形,硬件工程
输出信号过冲测试规格
lvds波形,硬件工程
输出信号上升和下降时间测试规格

动态偏置电压测试

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程
动态偏置电压测试电路
  1.  通过两个49.9ohm的电阻进行端接
  2. TX输出要求1010...翻转
  3. 示波器要求带宽5Ghz以上,探头输入阻抗>1Kohm,寄生电容<1pF
  4. 测试两个49.9ohm电阻中间的电压在输出0 或1时候的电压值
  5. 确认电压的波动是否符合以下要求Vpp<150mV。
lvds波形,硬件工程
动态偏置电压测试

LVDS RX 测试

 无内置端接电阻的RX测试

接收输入电流VS电压测试

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程
接收输入电流VS电压测试电路
  1.  Via 从0~2.4V变化,Vib保持1.2V+/-50mV, 测试Iia电流是否超过20uA 
  2.  Vib 从0~2.4V变化,Via保持1.2V+/-50mV, 测试Iib电流是否超过20uA
  3. 在RX 上电和断点的情况下分别进行测试

接收输入平衡测试

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程
接收输入平衡测试
  1. Vtest 从0V 到2.4V变化
  2. IA-IB的绝对值要求小于6uA

 内置端接电阻的RX测试

输入电流VS电压和输入阻抗测试

测试电路如下:

lvds波形,硬件工程
输入电流VS电压和输入阻抗测试

测试规格和电路中开关位置如下

lvds波形,硬件工程

阻抗要求90ohm~132ohm

接收灵敏度测试

 测试电路和要求如下:

lvds波形,硬件工程

  1. 在输入共模电压0.05V~2.35V的范围内,RX 要能接收100mV~600mV范围内信号并正常工作。
  2. 单端输入电压范围0~2.4V 不能最电路造成损害

测试表格如下:

lvds波形,硬件工程文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-524572.html

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