高速差分接收器：SN65LVDS系列的卓越性能与应用

在电子设计领域，高速差分接收器一直是实现高效数据传输的关键组件。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的SN65LVDS32B、SN65LVDT32B、SN65LVDS3486B、SN65LVDT3486B、SN65LVDS9637B和SN65LVDT9637B这一系列高速差分接收器，了解它们的特性、优势以及在实际应用中的表现。

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产品特性亮点

高速信号处理能力

这些接收器能够满足或超越ANSI EIA/TIA - 644标准对于高达400 Mbps信号速率的要求，为高速数据传输提供了可靠的保障。在当今数据量飞速增长的时代，高速信号处理能力显得尤为重要，它能够确保数据的快速准确传输，减少延迟，提高系统的整体性能。

宽输入共模电压范围

其输入共模电压范围比标准要求宽2V，这使得驱动器和接收器之间的接地噪声容限提高到3V，从而允许更长的电缆长度。TI还在SN65LVDS/T33和SN65LVDS/T34中引入了更宽的输入共模电压范围（ - 4至5V），进一步增强了产品在复杂环境下的适应性。这意味着在实际应用中，即使存在一定的接地噪声干扰，接收器依然能够稳定工作，保证数据的可靠传输。

精确的差分输入电压阈值控制

通过精确控制差分输入电压阈值，接收器能够包含50 mV的输入电压迟滞，有效提高了对缓慢变化输入信号的噪声抑制能力。在整个输入共模电压范围内，输入阈值不超过±50 mV，确保了信号的准确性和稳定性。这对于一些对信号质量要求较高的应用场景，如工业自动化、通信设备等，具有重要意义。

集成线阻抗匹配电阻

SN65LVDT系列接收器将线阻抗匹配电阻集成到接收器中，消除了外部电阻的需求。非终端的SN65LVDS系列则适用于多点或其他终端电路。这种设计不仅简化了电路设计，减少了外部元件的使用，还降低了成本和电路板空间的占用。

高ESD保护能力

接收器能够承受±15 - kV人体模型（HBM）和±600 V - 机器模型（MM）的静电放电，而不会对接收器输入引脚造成损坏。这为产品在实际使用中的可靠性提供了有力保障，尤其是在一些容易产生静电的环境中，如工业现场、电子设备生产车间等。

专利待批的故障安全电路

接收器包含一个专利待批的故障安全电路，在输入信号丢失后的600 ns内提供高电平输出。常见的信号丢失原因包括电缆断开、线路短路或发射器断电等。该功能可以防止在这些故障条件下将噪声作为有效数据接收，同时也可用于线或总线信号传输。这大大提高了系统的稳定性和可靠性，减少了因信号丢失而导致的系统故障。

电气与开关特性

电气特性

在电气特性方面，这些接收器具有明确的参数指标。例如，正差分输入电压阈值（VIT1）最大为50 mV，负差分输入电压阈值（VIT2）为 - 50 mV，差分输入故障安全电压阈值（VIT3）在 - 32 mV至 - 100 mV之间。高电平输出电压（VoH）最小为2.4 V，低电平输出电压（VoL）最大为0.4 V。不同型号的电源电流也有所不同，如32B或'3486B在无负载稳态下为16 - 23 mA，'9637B为8 - 12 mA。这些参数为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据，确保电路能够正常工作。

开关特性

开关特性方面，传播延迟时间（tPLH和tPHL）典型值为4 ns，脉冲偏斜（tsk(p)）在CL = 10 pF时为200 ps，输出偏斜（tsk(0)）为150 ps，部分到部分偏斜（tsk(pp)）为1 ns。输出信号上升时间（tr）和下降时间（te）均为0.8 ns。这些快速的开关特性使得接收器能够适应高速信号的变化，保证数据的及时处理和传输。

应用信息与注意事项

应用场景

这些接收器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，特性阻抗约为100 Ω。在实际应用中，它们可以广泛应用于通信设备、工业自动化、数据存储等领域，为高速数据传输提供了可靠的解决方案。

设计注意事项

• 电源去耦：在VCC和接地平面之间放置一个0.1 - µF的Z5U陶瓷、云母或聚苯乙烯介质的0805尺寸芯片电容，并且该电容应尽可能靠近设备端子。这样可以有效减少电源噪声对接收器的影响，提高系统的稳定性。
• 终端电阻匹配：终端电阻值应与传输介质的标称特性阻抗匹配，误差在±10%以内。合适的终端电阻匹配可以减少信号反射，提高信号质量。
• 未使用使能输入处理：未使用的使能输入应根据需要连接到VCC或GND。这样可以避免未使用的输入引脚对电路产生干扰，保证接收器的正常工作。

相关应用案例

ECL/PECL到LVTTL的转换

在系统设计中，ECL、PECL和LVPECL等技术常被用作物理层选择，因为它们具有高速数据传输能力。而现在，LVDS为设计师提供了另一种选择。TI的宽共模LVDS接收器可以直接连接到ECL驱动器，只需ECL终端所需的终端偏置电压（$V_{CC}-2 ~V$）。通过一个简单的电阻分压器网络，设计师可以在LVDS接收器的输入实现LVDS技术的应用。例如，在一个实际的测试中，使用LV/PECL驱动器驱动5米的CAT - 5电缆，并由TI的宽共模接收器接收，最终得到了良好的眼图。这表明LVDS技术在与传统ECL技术的结合应用中具有很大的潜力。

总结

SN65LVDS系列高速差分接收器以其卓越的性能、丰富的特性和广泛的应用场景，为电子工程师在高速数据传输设计中提供了一个优秀的选择。无论是在信号处理能力、抗干扰能力还是可靠性方面，这些接收器都表现出色。在实际应用中，工程师只需根据具体需求合理选择型号，并遵循相应的设计注意事项，就能够实现高效、稳定的高速数据传输系统。你在使用类似高速差分接收器时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。