DS90LV019：3.3V 或 5V LVDS 驱动/接收器的深度解析

在高速低功耗点对点互连应用领域，DS90LV019这款器件就像一颗璀璨的明星，备受电子工程师们的关注。今天就带大家深入了解DS90LV019的方方面面。

文件下载：ds90lv019-mil.pdf

一、DS90LV019 概述

（一）基本功能

DS90LV019是专门为高速低功耗点对点互连应用设计的驱动/接收器。它能在单一的3.3V或5.0V电源下稳定工作，集成了一个差分线路驱动器和一个接收器。其独立的驱动器和接收器具备TTL/CMOS兼容性（$D{IN}$ 和 $R{OUT}$），逻辑接口通过4条独立线路（$DIN$、$DE$、$RE$ 和 $R_{OUT}$）提供了极大的灵活性。而且，它的流通式引脚布局方便了PCB布线，能有效缩短引脚与连接器之间的短线长度。

（二）工作原理

驱动器能将TTL电平（单端）转换为低压差分信号（LVDS）电平，不仅实现了高速运行，还能在降低功耗的同时减少电磁干扰（EMI），差分信号还具备共模噪声抑制能力。接收器的阈值在±1V共模范围内为±100mV，能将低摆幅差分电平转换为标准的（TTL/CMOS）电平。

二、特性亮点

• LVDS 信号传输：这一特性使得数据传输更加稳定、高效，能有效满足高速应用的需求。
• 宽电压操作：支持3.3V或5.0V电压，可适应不同的电源环境，在不同项目中具有更广泛的适用性。
• 低功耗CMOS设计：降低了能耗，对于追求低功耗的应用场景来说，是非常理想的选择。
• 平衡输出阻抗：确保信号传输的稳定性和一致性，减少信号失真。
• 无毛刺上电/断电：在驱动器禁用时，能避免出现不必要的毛刺干扰，保证系统的稳定性。
• 高信号速率容量：信号速率超过100Mbps，可轻松应对高速数据传输的挑战。
• 超低功耗：进一步降低了系统的整体功耗，延长设备的续航时间。
• 宽共模范围：±1V共模范围，提高了系统对共模噪声的容忍度，增强了系统的抗干扰能力。
• 高接收器灵敏度：±100mV的接收器灵敏度，能准确识别微弱信号，保证信号接收的准确性。
• 多样封装形式：提供SOIC和TSSOP封装，满足不同的应用需求和设计要求。
• 工业温度范围操作：能在较宽的温度范围内正常工作，适用于各种恶劣的工业环境。

三、电气特性

（一）绝对最大额定值

在使用DS90LV019时，必须严格遵守其绝对最大额定值，如电源电压$V_{CC}$最大为6.0V，不同引脚的输入输出电压也有相应的限制范围。同时，要注意静电放电（ESD）保护，其HBM（1.5kΩ，100pF）评级 > 2.0kV，EIAJ（0Ω，200pF）评级 > 200V。

（二）推荐工作条件

推荐的电源电压$V_{CC}$在3.0 - 3.6V或4.5 - 5.5V之间，接收器输入电压为0.0 - 2.4V，工作环境温度范围为 - 40°C 到 +85°C。

（三）直流电气特性

在不同的电源电压下（$V{CC}=3.3 pm 0.3V$ 和 $V{CC}=5.0 pm 0.5V$），DS90LV019的驱动器和接收器具有不同的电气参数。例如，驱动器的输出差分电压$V{OD}$在$R{L}=100Ω$的条件下，典型值在250 - 360mV之间；接收器的输出高电压$V{OH}$在$V{ID}=+100mV$时，典型值在2.9 - 5.0V之间。

（四）交流电气特性

交流电气特性主要涉及驱动器和接收器的时序要求，如差分传播延迟、转换时间、禁用时间和启用时间等。这些参数对于系统的时序设计非常关键，直接影响到数据传输的准确性和稳定性。

四、测试电路和时序波形

文档中详细给出了各种测试电路和时序波形图，包括差分驱动器直流测试电路、差分驱动器传播延迟和转换测试电路、接收器传播延迟和转换时间测试电路等。这些测试电路和波形图为工程师们验证和调试DS90LV019提供了重要的参考依据。

五、典型应用与设计建议

（一）工作模式选择

DS90LV019有两个控制引脚（$DE$和$RE$），可通过控制这两个引脚实现不同的工作模式，如驱动模式、接收模式、三态模式和全双工模式。具体的工作模式选择可参考功能表。

（二）PCB 设计建议

• 多层板设计：至少使用4层PCB板，分别用于LVDS信号、接地、电源和TTL信号，以减少信号干扰。
• 靠近连接器：将驱动器和接收器尽量靠近LVDS端口侧的连接器，缩短信号传输路径。
• 电容旁路：对每个LVDS器件进行旁路，并使用分布式大容量电容。在每个$V{CC}$和地之间并联两三个0.1µF和0.01µF的多层陶瓷（MLC）表面贴装电容，且电容应尽量靠近$V{CC}$引脚。
• 阻抗匹配：使用受控阻抗走线，使其与传输介质（如电缆）和终端电阻的差分阻抗相匹配；选择与传输线差分阻抗最匹配的终端电阻。
• 信号隔离：将TTL信号与LVDS信号隔离开来，避免相互干扰。

（三）介质选择

• 阻抗匹配：使用受控阻抗介质，电缆和连接器的差分阻抗应约为100Ω。
• 电缆类型：对于距离小于0.5m的情况，大多数电缆都能有效工作；对于0.5m ≤ d ≤ 10m的距离，CAT 3（3类）双绞线电缆是不错的选择，它价格相对较低且容易获取；对于距离大于10m且数据速率较高的情况，建议使用CAT 5双绞线。

（四）故障安全设计

DS90LV019有三种故障安全场景，即输入引脚开路、输入引脚短路和输入引脚端接。通过使用两个外部电阻（一个连接到$V{CC}$，一个连接到地），可在$R{out}$引脚实现高电平状态，以应对输入引脚端接的故障安全情况。

六、封装与订购信息

DS90LV019提供多种可订购的部件编号和封装选项，如SOIC和TSSOP封装。不同的封装在引脚数量、包装数量、载体类型、RoHS合规性、引脚涂层/球材料、MSL等级/峰值回流温度等方面可能存在差异。工程师们在选择时，需根据具体的应用需求和设计要求进行综合考虑。

在实际设计中，你是否遇到过类似器件在信号传输过程中的干扰问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。DS90LV019凭借其丰富的特性和良好的电气性能，为高速低功耗点对点互连应用提供了一个可靠的解决方案。希望本文能帮助电子工程师们更好地了解和应用DS90LV019这款器件。