SN65MLVD204B：具有IEC ESD保护的多点LVDS线路驱动器和接收器

在硬件设计领域，数据传输的高效性和稳定性至关重要。SN65MLVD204B作为一款具有IEC ESD保护的多点LVDS线路驱动器和接收器，为我们提供了一个可靠的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款器件。

文件下载：sn65mlvd204b.pdf

一、特性亮点

1. 标准兼容性与高速传输

SN65MLVD204B符合M - LVDS标准TIA/EIA - 899，适用于多点数据交换。其低压差分30Ω至55Ω线路驱动器和接收器，能够支持高达100Mbps的信号传输速率和高达50MHz的时钟频率。这使得它在高速数据传输场景中表现出色。

2. 不同类型接收器

• 1类接收器：如200B和202B，整合了25mV迟滞，能够有效防止输出振荡，提高信号处理的稳定性。
• 2类接收器：像204B和205B，可提供一个偏移阈值来检测开路和空闲总线条件，增强了系统的可靠性。

3. 强大的总线I/O保护

该器件的总线I/O具有出色的ESD保护能力，能承受>±8kV HBM和>±8kV IEC 61000 - 4 - 2接触放电，大大降低了静电对器件的损害风险。

4. 信号质量优化

可控的驱动器输出电压转换时间可改进信号质量，-1V至3.4V共模电压范围允许在2V接地噪声下传输数据，确保了在复杂电磁环境下的数据可靠传输。

5. 高阻抗特性

总线引脚在禁用或$V_{CC} ≤1.5 V$时具有高阻抗，减少了对总线的干扰，提高了系统的整体性能。

6. 替代升级方案

它还是SN65MLVD200A、202A、204A和205A的改进替代方案，为现有设计的升级提供了便利。

二、应用场景广泛

1. 替代传统方案

低功耗、高速和短行程的特点，使其可替代TIA/EIA - 485，在一些对功耗和速度有要求的场景中发挥优势。

2. 数据和时钟传输

适用于背板或电缆连接的多点数据和时钟传输，在蜂窝基站、局端交换机、网络交换机和路由器等设备中都有广泛的应用前景。

三、详细说明

1. 器件概述

SN65MLVD200B、SN65MLVD202B、SN65MLVD204B和SN65MLVD205B器件均为多点低压差分（M - LVDS）线路驱动器和接收器，经过优化，支持高达100Mbps的信号传输速率。它们将强大的3.3V驱动器和接收器整合在标准小外形尺寸集成电路（SOIC）封装中，适用于要求严格的工业应用。

2. 封装信息

器件型号	封装	封装尺寸(标称值)
SN65MLVD200B
SN65MLVD204B	SOIC (8)	4.90mm x 3.91mm
SN65MLVD202B
SN65MLVD205B	SOIC (14)	8.65mm x 3.91mm

3. 引脚功能

NAME	D8 NO.	D14 NO.	TYPE	DESCRIPTION
A	6	12	V/O	Differential VO
B	7	11	VO	Differential VO
D	4	5	Input	Driver input
DE	3	4	Input	Driver enable pin; High = Enable,Low = Disable
GND	5	6,7	Power	Supply ground
NC		1,8	NC	No internal connection
R	1	2	Output	Receiver output
RE	2	3	Input	Receiver enable pin; High = Disable, Low = Enable
Vcc	8	13,14	Power	Power supply, 3.3 V
Y		9	VO	Differential I/O
Z		10	V/O	Differential V/O

四、规格参数

1. 绝对最大额定值

项目	MIN	MAX	UNIT
电源电压范围，Vcc	-0.5	4	V
输入电压范围（D,DE,RE）	-0.5	4	V
A,B(200B,204B)	-1.8	4	V
A,B(202B,205B)	-4	6	V
输出电压范围（R）	-0.3	4	V
A,B,YorZ	-1.8	4	V
连续功率耗散	见热信息表
存储温度，Tstg	-65	150	℃

2. ESD额定值

项目	VALUE	UNIT
V(ESD)静电放电（接触放电，per EC 61000 - 4 - 2，A,B,YandZ）	+8000	V
人体模型（HBM），per ANSI/ESDA/JEDEC JS - 001，A,B,YandZ	+8000	V
除A, B,Y和Z外的所有引脚	+4000	V
带电设备模型（CDM），per JEDEC specification JESD22 - C101，所有引脚	+1500	V

3. 推荐工作条件

在工作自由空气温度范围内，有一系列的推荐工作条件，例如电源电压范围等，这些条件确保了器件在最佳状态下运行。

4. 热信息

热指标	SN65MLVD200B SN65MLVD204B	SN65MLVD202B SN65MLVD205B	UNIT
RaJA（结到环境热阻）	112.2	87.4	°/W
Rac(top)（结到外壳（顶部）热阻）	56.7	46.6	°/W
RauB（结到电路板热阻）	52.8	42	°/W
JT（结到顶部表征参数）	10.3	11.3
YJB（结到电路板表征参数）	52.3	71.7

5. 电气特性

涵盖了驱动器、接收器、总线输入和输出等方面的电气特性，如驱动电流、输出电压、输入电流等参数，为电路设计提供了详细的参考。

6. 开关特性

包括驱动器和接收器的传播延迟时间、上升时间、下降时间、抖动等参数，这些特性对于高速信号处理至关重要。

五、应用与实现

1. 应用信息

SN65MLVD20xB系列器件功能简单且灵活，可应用于从无线基站到台式计算机等多种设计中。

2. 典型应用 - 多点通信

在多点配置中，多个发送器和多个接收器可以互连在一条传输线上，实现双向、半双工通信。但这种配置也带来了一些挑战，如阻抗不连续问题。通过匹配负载总线的阻抗和使用具有受控信号边缘的信号驱动器，可以实现无错误的信号传输。

3. 详细设计步骤

• 电源电压：器件可在3V至3.6V的单电源下工作。
• 电源旁路电容：旁路电容在电源分配电路中起着关键作用。大电容（10μF至1000μF）可在低频段发挥作用，而在高速环境下，需要使用较小的电容（nF至μF范围），如多层陶瓷芯片或表面贴装电容（0603或0805尺寸），以减少引线电感。
• 终端电阻：为确保良好的信号完整性，终端电阻应与传输线的特性阻抗匹配，通常应在标称媒体特性阻抗的±10%范围内。
• 接收器输入信号：M - LVDS接收器可在-1V至3.4V的共模范围内，以低至50mV的差分电压检测总线状态。
• 互连介质：驱动器和接收器之间的物理通信通道可以是符合M - LVDS标准的任何平衡配对金属导体，如双绞线、双轴电缆、扁平带状电缆或PCB走线。

六、布局建议

1. 拓扑选择

• 微带线：信号迹线在PCB的顶层或底层，与接地或电源平面通过介质层隔开。
• 带状线：信号迹线在内部层，上下分别有接地平面。TI建议在可能的情况下，将M - LVDS信号路由在微带传输线上。

2. 介质类型与电路板构造

根据信号的上升或下降时间选择合适的介质材料。对于M - LVDS信号，FR - 4通常能提供足够的性能；当TTL/CMOS信号的上升或下降时间小于500ps时，如Rogers™4350或Nelco N4000 - 13等介电常数接近3.4的材料更合适。同时，电路板的铜重量、镀层厚度等参数也会影响性能。

3. 推荐堆叠布局

为减少TTL/CMOS与M - LVDS之间的串扰，建议使用至少两个单独的信号层。常见的堆叠配置有四层和六层电路板，六层电路板能更好地隔离信号层与电源平面，提高信号完整性，但制造成本较高。

4. 布线注意事项

• 迹线间距：单端迹线和差分对之间应保持至少两到三倍的迹线宽度，以减少串扰。对于长平行走线，应增加间距。
• 避免直角转弯：尽量避免90°转弯，使用45°转弯可减少反射。
• 减少串扰和接地反弹：提供靠近信号迹线的高频电流返回路径，使用接地平面可降低串扰。同时，保持接地平面的连续性，避免不连续性增加返回路径电感。
• 去耦：高速设备的每个电源或接地引脚应通过低电感路径连接到PCB。使用多个过孔连接引脚和附近的平面，将电源平面靠近电路板顶部可减少过孔长度和电感。

七、总结

SN65MLVD204B以其丰富的特性、广泛的应用场景和详细的设计指导，为电子工程师在高速数据传输和多点通信设计中提供了一个优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和场景，合理选择器件参数和布局方式，以确保系统的性能和稳定性。你在使用类似器件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。