深入解析DS91C180/DS91D180：100MHz M-LVDS线驱动器/接收器对

在当今的电子系统设计领域，高速、可靠的数据传输和信号处理是永恒的追求。DS91C180和DS91D180作为100 MHz M-LVDS（Multipoint Low Voltage Differential Signaling）线驱动器/接收器对，凭借其出色的性能，在ATCA、uTCA时钟分配网络等多点网络应用中崭露头角。今天我们就来详细剖析这两款器件。

文件下载：ds91c180.pdf

一、产品概述

DS91C180和DS91D180专为多点网络应用设计，适用于基于ATCA和uTCA的系统中的时钟分配等应用。M-LVDS作为一种为多点网络优化的总线接口标准（TIA/EIA - 899），具有受控的边缘速率、严格的输入接收器阈值和更高的驱动强度，这些特性使得M-LVDS设备成为通过多点网络分配信号的理想选择。

（一）主要特性

1. 宽频率与高速率：支持DC至100 + MHz的频率范围，数据传输速率可达200 + Mbps，满足高速数据传输需求。
2. 低功耗与低EMI：在运行过程中功耗较低，同时产生的电磁干扰也较小，有助于提高系统的整体性能和稳定性。
3. 高噪声免疫力：具有较宽的输入共模电压范围，能够有效增加噪声免疫力，保证信号在复杂电磁环境下的可靠传输。
4. 不同接收器输入类型：DS91D180采用Type 1接收器输入，DS91C180采用Type 2接收器输入，其中Type 2输入具备故障安全功能，当输入出现开路或短路时，输出阶段将被驱动到低逻辑状态。
5. 工业温度范围与小封装：适用于工业温度范围，采用节省空间的SOIC - 14封装（JEDEC MS012），方便在不同的工业环境和紧凑的电路板上使用。

（二）功能描述

DS91D180/DS91C180的驱动器输入接受LVTTL/LVCMOS信号，并将其转换为差分M - LVDS信号电平；接收器则接受低电压差分信号（LVDS、B - LVDS、M - LVDS、LVPECL和CML），并将其转换为3V LVCMOS信号。

二、M-LVDS接收器类型

EIA/TIA - 899 M - LVDS标准规定了两种不同类型的接收器输入阶段：

1. Type 1接收器：具有传统的阈值，该阈值位于输入幅度中点$V_{ID} / 2$处。
2. Type 2接收器：内置一个比$V_{ID} / 2$大100mV的偏移量，这个偏移量起到故障安全电路的作用，确保输入开路或短路时输出稳定。

三、电气特性

（一）绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值非常重要，它定义了器件能够承受的极限条件。例如，电源电压（Vcc）范围为 - 0.3V至 + 4V，不同引脚的输入、输出电压也有相应的限制。在实际设计中，必须严格遵守这些额定值，以避免器件损坏。

（二）推荐工作条件

为了使器件达到最佳性能，推荐了特定的工作条件。如电源电压（Vcc）建议在3.0V至3.6V之间，典型值为3.3V；工作环境温度范围为 - 40°C至 + 85°C。

（三）详细电气参数

文档中给出了丰富的电气参数，涵盖了驱动器和接收器的各种特性，如差分输出电压幅度、稳态共模输出电压、输入电流、阈值电压等。这些参数是我们进行电路设计和性能评估的重要依据。例如，驱动器的差分输出电压幅度在$R_L = 50Ω$，$C_L = 5pF$的条件下，最小值为480mV，最大值为650mV。

四、开关特性

开关特性描述了器件在信号转换过程中的时间参数，对于高速信号处理至关重要。

（一）驱动器开关特性

包括差分传播延迟（低到高、高到低）、脉冲偏斜、部分到部分偏斜、上升时间、下降时间、使能时间和禁用时间等。例如，在推荐工作条件下，驱动器的差分传播延迟低到高的典型值为3.4ns，最大值为5.5ns。

（二）接收器开关特性

与驱动器类似，接收器也有相应的传播延迟、偏斜、上升和下降时间等参数。如接收器的传播延迟低到高的典型值为4.7ns，最大值为7.5ns。

这些开关特性参数直接影响到信号的传输速度和准确性，在设计高速电路时需要仔细考虑。

五、功能表与引脚描述

（一）功能表

通过功能表可以清晰地了解器件在不同输入条件下的输出状态。例如，在发送模式下，当驱动器使能（DE）为高电平，输入信号（D）为高电平时，输出（Z和Y）分别为低电平和高电平。

（二）引脚描述

详细说明了每个引脚的功能和使用方法。如引脚2为接收器输出引脚（R），引脚3为接收器使能引脚（RE），当RE为高电平时，接收器禁用；当RE为低电平或开路时，接收器启用。

六、封装与布局信息

（一）封装选项

提供了多种封装选项，包括不同的包装数量和载体类型，如SOIC - 14封装，有55个/管和2500个/大卷带等不同包装形式，方便不同规模的生产需求。

（二）布局示例

给出了器件的连接图、电路板布局示例、焊盘图案示例和钢网设计示例，并附带了相关的注意事项。这些示例和注意事项对于实际的电路板设计和焊接工艺具有重要的指导意义。

DS91C180和DS91D180以其高性能、丰富的功能和良好的兼容性，为电子工程师在设计多点网络应用时提供了可靠的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求，结合器件的电气特性、开关特性等参数，进行合理的电路设计和布局，以充分发挥其优势。大家在使用过程中是否遇到过类似器件的应用难点呢？欢迎在评论区分享交流。