深入解析DS90LV032AQML：一款高性能LVDS差分线接收器

在高速数据传输的电子设计领域，低电压差分信号（LVDS）技术凭借其低功耗、高速率和抗干扰能力强等优势，得到了广泛应用。今天，我们就来详细探讨德州仪器（TI）推出的DS90LV032AQML，一款3V LVDS四通道CMOS差分线接收器。

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产品概述

DS90LV032A专为需要超低功耗和高数据速率的应用而设计。它能够接收低电压（典型值350 mV）的差分输入信号，并将其转换为3V CMOS输出电平。该接收器支持三态（TRI - STATE®）功能，可用于输出复用。与高功率的PECL/ECL设备相比，DS90LV032A和配套的LVDS线驱动器（如DS90LV031A）为高速点对点接口应用提供了新的选择。此外，它还具备断电时LVDS输入高阻抗的特性，确保在无电源（$V_{CC}$）时，对LVDS总线线路的负载影响最小。

产品特性

1. 低偏斜：具有低芯片间偏斜和低差分偏斜，典型的上升/下降时间为350pS，有助于保证信号的同步性和准确性。
2. 高阻抗输入与低功耗：LVDS输入具有高阻抗，在断电时功耗低，满足节能需求。
3. 小信号接收能力：能够接受小摆幅（330 mV）的差分信号电平，兼容ANSI/TIA/EIA - 644标准。
4. 宽工作温度范围：工作温度范围为 - 55°C至 + 85°C，适用于多种恶劣环境。
5. 引脚兼容性：引脚与DS90C032A和DS26C32A兼容，方便进行升级和替换。

电气特性

直流参数

在电源电压范围3.15V至3.45V和工作温度 - 55°C至 + 85°C的条件下，对DS90LV032A的各项直流参数进行了测试。例如，差分输入低阈值（$V{TL}$）和高阈值（$V{Th}$）分别为 - 100 mV和100 mV（$V{CM}$ = + 1.2V）；输出高电压（$V{OH}$）在特定条件下为2.7V等。这些参数为电路设计提供了重要的参考依据。

交流参数

交流参数测试条件为$V{CC}$ = 3.15 / 3.3 / 3.45V，$C{L}$ = 20pF。包括差分传播延迟（$t{PHLD}$、$t{PLHD}$）、差分偏斜（$t{skD}$）、通道间偏斜（$t{sk1}$）、芯片间偏斜（$t{sk2}$）以及使能和禁用时间（$t{PLZ}$、$t{PHZ}$、$t{PZH}$、$t_{PZL}$）等。这些参数反映了接收器在高速信号处理时的性能表现。

典型应用与设计要点

平衡系统应用

DS90LV032A通常用于点对点配置，通过平衡介质（如标准双绞线电缆、平行对电缆或PCB走线）连接到驱动器。为了匹配介质特性，应选择100Ω的终端电阻，并将其尽可能靠近接收器输入引脚放置。这样可以将驱动器的电流模式输出转换为接收器能够检测的电压信号。

设计注意事项

1. 电源去耦：在电源引脚使用旁路电容，建议采用0.1μF、0.01μF和0.001μF的高频陶瓷电容并联，并在印刷电路板上分散布置。同时，在电源入口点连接一个10μF（35V）或更大的固体钽电容。
2. PCB设计：至少使用4层PCB，分别用于LVDS信号、地、电源和TTL信号。将TTL信号与LVDS信号隔离，最好将它们放置在不同的层，并通过电源/接地层进行隔离。此外，应尽量使驱动器和接收器靠近LVDS端口侧的连接器。
3. 差分走线：使用受控阻抗走线，使其与传输介质和终端电阻的差分阻抗相匹配。差分对走线应尽可能靠近，短截线长度应小于10mm，以减少反射和噪声。
4. 终端匹配：选择90Ω至130Ω的电阻进行终端匹配，最好使用1%至2%的表面贴装电阻。终端电阻与接收器之间的距离应小于10mm（最大12mm）。
5. 探测：使用高阻抗（> 100 kΩ）、低电容（< 2 pF）的示波器探头和带宽为1 GHz的示波器进行LVDS传输线的探测，避免因不当探测导致结果失真。
6. 电缆和连接器：选择具有约100Ω匹配差分阻抗的受控阻抗介质，如平衡电缆（如双绞线），以减少噪声和提高信号质量。

故障保护功能

DS90LV032A的内部故障保护电路能够为浮动、终端或短路的接收器输入提供保护，确保输出处于稳定的高电平状态。对于未使用的通道输入，应保持开路，不要连接到地或其他电压。此外，还可以使用5kΩ至15kΩ的外部上拉和下拉电阻来增强故障保护能力，同时将共模偏置点设置为约1.2V（小于1.75V）。

引脚描述

Pin No.	Name	Description
2,6,10,14	RI+	非反相接收器输入引脚
1,7,9,15	R1 -	反相接收器输入引脚
3,5,11,13	Ro	接收器输出引脚
4	En	高电平有效使能引脚，与En* 进行或运算
12	En*	低电平有效使能引脚，与En 进行或运算
16	Vcc	电源引脚，+3.3V ± 0.3V
8	Gnd	接地引脚

总结

DS90LV032AQML以其出色的性能和丰富的特性，为高速数据传输应用提供了可靠的解决方案。在设计过程中，工程师需要充分考虑其电气特性、应用要求和设计要点，以确保系统的稳定性和可靠性。你在使用类似LVDS接收器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。