SN75LVDS32与SN75LVDS9637高速差分线接收器：设计与应用指南

在高速数据传输领域，低电压差分信号（LVDS）技术凭借其低功耗、高速度和抗干扰能力强等优点，得到了广泛应用。德州仪器（TI）的SN75LVDS32和SN75LVDS9637高速差分线接收器，就是LVDS技术的典型代表。本文将深入探讨这两款接收器的特点、性能参数以及应用场景，为电子工程师在实际设计中提供参考。

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一、产品概述

SN75LVDS32和SN75LVDS9637是两款实现了LVDS电气特性的差分线接收器。它们满足或超越了ANSI TIA/EIA - 644标准的要求，能够在单3.3V电源下工作，最高信号传输速率可达155Mbps。差分输入阈值最大为±100mV，输出为低电压TTL（LVTTL）逻辑电平，具有开路故障保护功能，工作温度范围为0°C至70°C。

二、产品特性

2.1 低电压差分信号技术

LVDS技术通过降低输出电压电平，将5V差分标准电平（如EIA/TIA - 422B）降低，从而减少了功耗，提高了开关速度，并允许在3.3V电源轨下工作。在输入共模电压范围内，任何一个差分接收器在±100mV的差分输入电压下都能提供有效的逻辑输出状态，输入共模电压范围允许两个LVDS节点之间存在1V的接地电位差。

2.2 故障保护功能

这两款接收器的一个重要特性是开路故障保护。当输入电路开路（如驱动器处于高阻抗状态或电缆断开）时，接收器会通过300kΩ电阻将信号对的每条线拉至接近VCC。故障保护功能使用一个输入电压阈值约为2.3V的与门来检测这种情况，并强制输出为高电平，确保在差分输入电压小于100mV时输出仍然有效。

2.3 高速性能

SN75LVDS32和SN75LVDS9637在推荐工作条件下具有出色的开关特性。例如，传播延迟时间（tpLH和tpHL）典型值为2.1ns，最大值为6ns；脉冲偏斜（tsk(p)）典型值为0.6ns，最大值为1.5ns；通道间输出偏斜（tsk(o)）典型值为0.7ns，最大值为1.5ns。这些参数保证了在高速数据传输时的稳定性和准确性。

三、电气特性

3.1 输入输出阈值

正差分输入电压阈值（VITH+）最大为100mV，负差分输入电压阈值（VITH -）最小为 - 100mV。高电平输出电压（VoH）在IoH = - 8mA时最小为2.4V，低电平输出电压（VoL）在IoL = 8mA时最大为0.4V。

3.2 电源电流

SN75LVDS32在启用且无负载时，电源电流（Icc）典型值为10mA，最大值为18mA；禁用时，典型值为0.25mA，最大值为0.5mA。SN75LVDS9637在无负载时，电源电流典型值为5.5mA，最大值为10mA。

3.3 输入输出电流

输入电流（I1）在不同输入电压下有不同的取值范围，例如在Vj = 0时，范围为 - 2μA至20μA；在Vj = 2.4V时，范围为 - 1.2μA至 - 3μA。电源关闭时输入电流（I(OFF)）在Vcc = 0，V = 3.6V时，典型值为6μA，最大值为20μA。

四、应用场景

4.1 与RS - 422数据配合使用

当需要接收来自TIA/EIA - 422线路驱动器的数据时，可以在LVDS接收器前添加一个衰减电路。如果发射机和接收机之间的接地噪声小于±1V，可以使用一个简单的电阻分压器电路将422差分信号衰减到LVDS电平。电阻分压器电路可以提供100Ω的总差分负载，以匹配传输线的特性阻抗，并将422差分输出信号从最大6V降低到600mV。

4.2 高速点对点数据传输

这两款接收器通常用于接地差异小于1V的高速点对点数据传输。它们可以与RS - 422、PECL和IEEE - P1596等接口互操作，在不使用高功率和双电源的情况下接近ECL的速度。

4.3 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0.001μF的Z5U陶瓷、云母或聚苯乙烯介质的0805尺寸芯片电容，并且电容应尽可能靠近器件端子。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。未使用的使能输入应根据需要连接到VCC或GND。

五、注意事项

5.1 绝对最大额定值

在使用这两款接收器时，需要注意绝对最大额定值。例如，电源电压范围为 - 0.5V至4V，输入电压范围为 - 0.5V至Vcc + 0.5V，存储温度范围为 - 65°C至150°C等。超过这些额定值可能会导致器件损坏或影响其可靠性。

5.2 布局和布线

在PCB布局和布线时，应尽量减少信号传输路径的长度和干扰。差分信号线应保持等长、平行，并尽量靠近，以减少信号延迟和偏斜。同时，应合理放置去耦电容，以确保电源的稳定性。

六、总结

SN75LVDS32和SN75LVDS9637高速差分线接收器以其低功耗、高速率和出色的抗干扰能力，为高速数据传输应用提供了可靠的解决方案。电子工程师在设计时，应根据具体的应用场景和要求，合理选择和使用这两款接收器，并注意相关的注意事项，以确保系统的稳定性和可靠性。你在实际应用中是否遇到过类似的问题？对于这两款接收器的使用，你有什么独特的经验或见解吗？欢迎在评论区分享。