解析DS90C031B LVDS Quad CMOS差分线驱动器

在高速数据传输的电子设计领域，低功耗、高数据速率的需求日益增长。DS90C031B作为一款LVDS（Low Voltage Differential Signaling）四通道CMOS差分线驱动器，为满足这些需求提供了有效的解决方案。今天我们就来深入了解一下这款器件。

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一、DS90C031B概述

DS90C031B专为需要超低功耗和高数据速率的应用而设计。它支持超过155.5 Mbps（77.7 MHz）的切换速率，采用LVDS技术，能将TTL/CMOS输入电平转换为低电压（350 mV）差分输出信号。该器件还具备TRISTATE功能，可在不需要传输数据时禁用输出级，使器件进入超低空闲功耗状态（典型值为11 mW）。此外，它在断电时提供高阻抗LVDS输出，可确保对LVDS总线线路的负载影响最小。

二、DS90C031B的特性亮点

2.1 高速与低功耗

该驱动器支持超过155.5 Mbps（77.7 MHz）的切换速率，同时具备超低功耗特性。在断电时，其高阻抗LVDS输出可确保对总线线路的负载影响最小，有助于降低系统整体功耗。这对于一些对功耗敏感且需要高速数据传输的应用场景，如便携式设备、工业自动化等，具有重要意义。

2.2 低延迟与低偏斜

DS90C031B的最大差分偏斜为400 ps（5V，25°C），最大传播延迟为3.5 ns。低偏斜和低延迟特性能够保证信号的准确传输，减少信号失真和干扰，提高数据传输的可靠性。这在高速通信系统中尤为关键，能够有效避免数据丢失和误码。

2.3 宽温度范围与兼容性

它具有工业级的工作温度范围，能够适应较为恶劣的工作环境。此外，该器件与DS26C31、MB571（PECL）和41LG（PECL）引脚兼容，并且符合ANSI/TIA/EIA - 644 LVDS标准。这使得它在不同的设计中具有更好的通用性和可替换性，方便工程师进行系统升级和改造。

2.4 故障保护与三态功能

故障保护逻辑可确保在输入浮空时，输出被启用并处于逻辑“0”状态，提高了系统的稳定性。三态功能则允许在不需要传输数据时禁用驱动器输出，进一步降低功耗。这种灵活性使得DS90C031B在复杂的系统设计中能够更好地适应不同的工作模式。

三、电气和开关特性

3.1 电气特性

DS90C031B的电气特性包括差分输出电压、偏移电压、输入输出电压等参数。例如，在负载电阻RL = 100Ω时，差分输出电压VoD1的典型值为345 mV，范围在250 - 450 mV之间。这些参数的稳定性和准确性对于保证信号的质量和系统的性能至关重要。工程师在设计时需要根据具体的应用需求，合理选择和调整这些参数。

3.2 开关特性

开关特性方面，在VCC = +5.0 V、TA = +25°C的条件下，差分传播延迟tPHLD和tPLHD的典型值分别为2.0 ns和2.1 ns，最大为3.0 ns；差分偏斜tsKD的典型值为80 ps，最大为400 ps。在不同的电源电压和温度范围内，这些开关特性会有所变化。了解这些特性的变化规律，有助于工程师在不同的工作条件下优化系统设计，确保系统的稳定性和可靠性。

四、应用信息

4.1 典型应用配置

LVDS驱动器和接收器主要用于点对点配置，如图7所示。这种配置为驱动器的快速边沿速率提供了干净的信号环境。接收器通过平衡介质（如标准双绞线电缆、平行对电缆或PCB走线）连接到驱动器，介质的特性阻抗通常在100Ω左右。在设计时，需要选择100Ω的终端电阻来匹配介质，并将其尽可能靠近接收器输入引脚放置，以将驱动器提供的电流转换为接收器可检测的电压。

4.2 与其他驱动器的比较优势

与RS - 422等电压模式驱动器相比，DS90C031B作为电流模式驱动器具有明显优势。其静态电流相对于开关频率保持相对平稳，而RS - 422电压模式驱动器在20 MHz - 50 MHz之间的电流通常会呈指数级增长。这是因为电流模式驱动器在输出之间切换固定电流时，不会产生大量的重叠电流，从而降低了功耗。此外，LVDS比类似的PECL设备消耗的电流更少，AC规格比现有的RS - 422驱动器有了十倍的改进。

五、引脚说明

DS90C031B共有16个引脚，各引脚功能明确。其中，DIN为驱动器输入引脚，支持TTL/CMOS电平；DoUT+和DoUT - 分别为非反相和反相驱动器输出引脚，输出LVDS电平；EN和EN * 为使能引脚，用于控制驱动器的工作状态；Vcc为电源引脚，提供+5V ± 10%的电源；GND为接地引脚。工程师在进行电路设计时，需要准确连接这些引脚，确保驱动器的正常工作。

六、注意事项

6.1 ESD保护

该器件的内置ESD保护有限，在存储或处理过程中，应将引脚短接在一起或将器件放置在导电泡沫中，以防止MOS栅极受到静电损坏。这是电子器件在使用过程中常见的问题，工程师需要特别注意，避免因静电问题导致器件损坏。

6.2 绝对最大额定值

在使用DS90C031B时，必须遵守其绝对最大额定值，如电源电压、输入电压、输出电压等。超出这些额定值可能会导致器件损坏或性能下降。例如，电源电压Vcc的范围为 - 0.3V至 + 6V，输入电压Din的范围为 - 0.3V至（Vcc + 0.3V）等。工程师在设计电路时，需要确保各个参数在额定值范围内，以保证器件的安全和稳定运行。

综上所述，DS90C031B以其高速、低功耗、高可靠性等优点，在高速数据传输领域具有广阔的应用前景。电子工程师在进行相关设计时，可以充分利用其特性，优化系统性能。大家在实际应用中是否遇到过类似驱动器的其他问题呢？欢迎在评论区交流分享。