高速差分线路驱动器SN75LVDS31与SN75LVDS9638的深度剖析

在电子工程师的日常工作中，高速差分线路驱动器是实现高效数据传输的关键组件。今天就来详细探讨一下德州仪器（TI）的SN75LVDS31和SN75LVDS9638这两款高速差分线路驱动器。

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产品概述

SN75LVDS31和SN75LVDS9638是两款实现低压差分信号（LVDS）电气特性的差分线路驱动器。LVDS技术将传统5V差分标准电平的输出电压降低，从而减少了功耗，提高了开关速度，并且能够在3.3V电源轨下工作。当驱动器启用时，四个电流模式驱动器中的任何一个都能在100Ω负载下提供最小247mV的差分输出电压。

这两款驱动器主要用于在约100Ω受控阻抗介质上进行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。不过，数据传输的最终速率和距离取决于传输介质的衰减特性以及环境噪声的耦合情况。

技术特性

电气特性

• 输出电压：在100Ω负载下，差分输出电压幅度最小为247mV，典型值为340mV，最大值为454mV。逻辑状态之间的差分输出电压幅度变化在 - 50mV至50mV之间。
• 共模输出电压：稳态共模输出电压在逻辑状态之间的变化为1.125V至1.375V，典型值为1.2V；峰 - 峰共模输出电压为50mV至150mV。
• 电源电流：SN75LVDS31在不同条件下的电源电流有所不同，例如在无负载且输入电压为0.8V或2V时，启用状态下典型值为9mA，最大值为20mA；在100Ω负载且输入相同电压时，启用状态下典型值为25mA，最大值为35mA。SN75LVDS9638在无负载且输入电压为0.8V或2V时，典型值为4.7mA，最大值为8mA；在100Ω负载时，典型值为9mA，最大值为13mA。
• 输入电流：高电平输入电流在输入电压为2V时，典型值为4μA，最大值为20μA；低电平输入电流在输入电压为0.8V时，典型值为0.1μA，最大值为10μA。

开关特性

• 传播延迟时间：低到高电平输出和高到低电平输出的传播延迟时间典型值均为6ns。
• 上升和下降时间：差分输出信号的上升时间（20% - 80%）和下降时间（80% - 20%）典型值均为0.5ns至1.2ns。
• 脉冲和通道间偏斜：脉冲偏斜（|tpHL - tpLH|）和通道间输出偏斜典型值均为0.6ns，器件间偏斜典型值为1ps。

应用电路

典型应用电路

在典型应用电路中，需要在VCC和接地平面之间放置一个0.1μF和一个25μF的陶瓷、云母或聚苯乙烯介质的0805尺寸贴片电容，并且这些电容应尽可能靠近器件引脚。未使用的使能输入应根据需要连接到VCC或GND。

100Mbps IEEE1394收发器应用

在该应用中，使用的电阻为无引脚厚膜（0603）5%公差电阻，建议添加去耦电容，VCC电压范围为3V至3.6V。需要注意的是，’LVDS31的差分输出电压可能会超过IEEE1394规定的值。

5V电源应用

当使用5V电源时，需要在VCC和接地平面之间放置一个0.1μF的Z5U陶瓷、云母或聚苯乙烯介质的0805尺寸贴片电容，且电容应尽量靠近器件引脚。

机械信息与封装

这两款驱动器提供多种封装选项，包括D（R - PDSO - G）塑料小外形封装、DGK（R - PDSO - G8）塑料小外形封装以及PW（R - PDSO - G）塑料小外形封装等。不同封装的尺寸和引脚数量有所不同，工程师在设计时需要根据实际需求进行选择。例如D封装引脚数量有8、14、16等多种选择，不同引脚数对应的尺寸也有详细的规格说明。

设计建议

在使用SN75LVDS31和SN75LVDS9638进行设计时，工程师需要注意以下几点：

1. 电源和去耦：确保电源稳定，并按照推荐在VCC和接地平面之间添加合适的电容进行去耦，以减少电源噪声对驱动器性能的影响。大家在实际操作中有没有遇到过因为电源噪声导致驱动器工作异常的情况呢？
2. 阻抗匹配：由于这两款驱动器用于100Ω受控阻抗介质，因此在设计电路板时要确保传输线的阻抗匹配，避免信号反射。
3. 布局和布线：合理的布局和布线可以减少信号干扰和噪声耦合。例如，尽量缩短驱动器与负载之间的距离，避免走线过长导致信号衰减。

总的来说，SN75LVDS31和SN75LVDS9638是两款性能出色的高速差分线路驱动器，能够满足多种高速数据传输的应用需求。希望通过这篇文章，能帮助电子工程师更好地了解和使用这两款产品。