高速差分线收发器SN65LVDM1676和SN65LVDM1677的技术解析

在电子设计领域，高速数据传输一直是一个重要的研究方向。SN65LVDM1676和SN65LVDM1677这两款高速差分线收发器，凭借其出色的性能，在高速数据传输方面展现出了卓越的优势。本文将深入剖析这两款收发器的特点、工作原理、性能参数以及应用场景，为电子工程师在相关设计中提供有价值的参考。

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产品概述

SN65LVDM1676和SN65LVDM1677是集成了十六个差分线发射器或接收器的芯片，采用了低电压差分信号（LVDS）技术。这种技术使得它们在作为接收器时，每个收发器的信号速率最高可达200 Mbps；作为发射器时，每个收发器的信号速率最高可达650 Mbps。与TIA/EIA - 644标准兼容的设备相比，这两款产品的驱动器输出电流翻倍，能为50 - Ω负载提供最小247 mV的差分输出电压，支持双端接线路和半双工操作。同时，接收器能够检测到100 mV的电压差，并且在发射器和接收器之间存在高达1 V的地电位差时仍能正常工作。

LVDS技术之所以被这两款收发器采用，是因为它具备功耗低、带宽高的特点，非常适用于高速数据传输。不过在长线传输中，可能会面临信号衰减、噪声和干扰以及信号失真等问题。但通过采用预加重技术、选择合适的电缆和电源线材料、运用信号调理和增强技术以及优化接收端电路设计等优化方案，能够显著提高其传输性能和稳定性。大家在实际应用中，是否也遇到过LVDS信号传输的问题，又是如何解决的呢？

产品特性

接口模式与输出特性

支持单工（点对点）或半双工（多点）接口模式，能够适应不同的应用场景。在输出特性方面，当接入50 - Ω负载时，典型差分输出电压为340 mV，并且在'LVDM1677产品中集成了110 - Ω线路终端，有助于提高信号传输的稳定性。

低延迟与高可靠性

驱动器的传播延迟时间典型值为2.5 ns，接收器的传播延迟时间典型值为3 ns，能够快速处理和传输信号。当驱动器禁用或$V_{CC} < 1.5 V$（电源上下电）时，驱动器处于高阻抗状态，确保在各种情况下都能实现无毛刺操作和热插拔功能，同时具备超过12 kV的总线终端静电放电（ESD）保护，大大提高了产品的可靠性。

逻辑兼容性与封装形式

采用低电压TTL（LVTTL）逻辑输入电平，并且具有5 - V容限，能够与多种逻辑电路兼容。产品封装在具有20 mil终端间距的薄收缩小外形封装中，便于在不同的电路板上进行布局和焊接。

性能参数详解

绝对最大额定值

在使用这两款产品时，需要注意其绝对最大额定值，如$V_{CC}$电源电压范围为 - 0.5 V至4 V，输入电压范围（A、TX/RX）为 - 0.5 V至6 V，Y或Z为 - 0.5 V至4 V等。超出这些额定值可能会对设备造成永久性损坏，因此在设计电路时必须严格遵守。

推荐工作条件

推荐的$V{CC}$电源电压为3 V至3.6 V，标称值为3.3 V。高电平输入电压$V{IH}$最小为2 V，低电平输入电压$V{IL}$最大为0.8 V。差分输入电压幅度$|V{ID}|$范围为0.1 V至0.6 V。在这些推荐工作条件下，产品能够发挥出最佳性能。

电气特性

• 驱动器特性：在不同的工作模式下，驱动器的供电电流有所不同。例如，当驱动器启用、接收器禁用且接入相应负载时，典型供电电流为140 mA，最大值为175 mA。差分输出电压幅度在不同负载下也有明确的范围，如接入50 - Ω负载时，最小值为247 mV，典型值为340 mV，最大值为454 mV。
• 接收器特性：接收器的正、负差分输入电压阈值分别为100 mV和 - 100 mV。高电平输出电压$V{OH}$在输出电流为 - 8 mA时为2.4 V，低电平输出电压$V{OL}$在输出电流为8 mA时最大为0.4 V。

开关特性

驱动器和接收器的传播延迟时间、脉冲斜移、通道间输出斜移以及器件间斜移等开关特性，对于高速数据传输的准确性至关重要。例如，驱动器的低到高电平和高到低电平输出的传播延迟时间典型值均为2.5 ns，最大值为3.6 ns。

应用信息

故障安全功能

在差分信号应用中，当信号对之间没有差分电压时，系统的响应是一个关键问题。这两款产品的LVDS接收器在处理开路输入电路情况时具有独特的故障安全功能。当出现开路情况（如驱动器处于高阻抗状态或电缆断开）时，接收器会通过300 - kΩ电阻将信号对的每条线路拉至接近$V_{CC}$，并使用与门检测该条件，强制输出为高电平，确保在差分输入电压幅度小于50 mV时，接收器输出仍然有效。

适用场景

这两款产品适用于点对点基带数据传输，传输介质可以是印刷电路板走线、背板或电缆。由于集成了大量的收发器以及平衡信号的低脉冲斜移特性，它们能够实现时钟和数据的极其精确的定时对齐，非常适合同步并行数据传输。不过，数据传输的最终速率和距离会受到传输介质的衰减特性、环境噪声耦合以及其他系统特性的影响。

封装与包装信息

封装形式

两款产品均采用TSSOP（DGG）封装，具有64个引脚，引脚间距为20 mil，这种封装形式便于在电路板上进行布局和焊接，同时也能提供良好的电气性能。

包装信息

产品提供多种包装选项，包括管装（TUBE）和大卷带装（LARGE T&R）。不同包装的数量和适用场景有所不同，如管装每包25个，适用于小批量生产或测试；大卷带装每卷2000个，适合大规模生产。同时，产品符合RoHS标准，引脚镀层材料为NIPDAU，具有较好的环保性能和可焊性。

结语

SN65LVDM1676和SN65LVDM1677以其高速、低延迟、高可靠性等优点，为电子工程师在高速数据传输设计中提供了优秀的解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计要求，合理选择工作条件，充分利用产品的各项特性，同时注意其绝对最大额定值和各种性能参数，以确保设计的可靠性和稳定性。大家在使用这两款产品时，有没有发现一些独特的应用技巧或者遇到过什么挑战呢？欢迎在评论区分享交流。