高速差分接收器SN65LVDS/T系列：性能与应用解析

在高速数据传输领域，差分信号传输技术凭借其抗干扰能力强、传输速率高的特点，成为众多工程师的首选。德州仪器（TI）的SN65LVDS32B、SN65LVDT32B、SN65LVDS3486B、SN65LVDT3486B、SN65LVDS9637B和SN65LVDT9637B等高速差分接收器，正是这一领域的优秀代表。下面，我们将详细解析这些接收器的特点、性能和应用。

文件下载：SN65LVDT32BDR.pdf

一、产品特性

1. 信号速率与标准

这些接收器满足或超越ANSI EIA/TIA - 644标准，最高信号速率可达400 Mbps。这使得它们能够适应高速数据传输的需求，在各种高速通信系统中发挥重要作用。例如，在高速数据采集系统中，能够快速准确地接收和处理数据。

2. 电源与输入电压范围

采用单一3.3 - V电源供电，输入共模电压范围为 - 2 V至4.4 V。较宽的输入共模电压范围使得接收器能够在不同的电气环境下稳定工作，增加了系统的可靠性。比如，在一些复杂的工业环境中，能够有效抵抗电源波动和干扰。

3. 差分输入阈值与迟滞

差分输入阈值小于50 mV，且在整个共模输入电压范围内具有50 mV的迟滞。这一特性有助于提高接收器对缓慢变化输入信号的噪声抑制能力，减少误判。在实际应用中，能够有效过滤掉一些干扰信号，保证数据的准确性。

4. 集成终端电阻

SN65LVDT系列接收器集成了110 - Ω线路终端电阻，消除了外部电阻的需求。这不仅简化了电路设计，还降低了成本和电路板空间。对于一些对空间和成本要求较高的应用场景，如便携式设备，具有很大的优势。

5. 传播延迟与故障保护

传播延迟时间典型值为4 ns，能够实现快速的数据传输。同时，具备主动故障保护功能，在无输入信号时确保输出高电平。这一功能在信号丢失的情况下，如电缆断开、线路短路或发射器断电，能够防止噪声被误接收为有效数据，提高了系统的可靠性。

6. ESD保护与高阻抗输入

总线引脚的ESD保护超过15 kV HBM，能够有效防止静电对接收器的损坏。在电源关闭时，输入保持高阻抗，避免对其他电路产生影响。

二、产品描述

该系列差分线路接收器实现了低压差分信号（LVDS）的电气特性，是TI第二代LVDS接收器产品。与第一代产品相比，它具有更宽的输入共模电压范围，比标准要求宽2 V，将驱动器和接收器之间的允许接地噪声容限提高到3 V，从而允许更长的电缆长度。此外，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5 V）。

三、可选型号

型号	接收器数量	终端电阻	符号化表示
SN65LVDS32BD	4	无	LVDS32B
SN65LVDT32BD	4	有	LVDT32B
SN65LVDS3486BD	4	无	LVDS3486
SN65LVDT3486BD	4	有	LVDT3486
SN65LVDS9637BD	2	无	DK637B
SN65LVDT9637BD	2	有	DR637B

工程师可以根据具体的应用需求，选择合适的型号。例如，如果需要集成终端电阻以简化电路设计，可以选择LVDT系列；如果有其他的终端电路需求，则可以选择LVDS系列。

四、功能表

不同型号的接收器具有相应的功能表，用于描述输入输出关系。以SN65LVDS32B和SN65LVDT32B为例：	差分输入A - B	使能	输出Y
(V_{ID} ≥ - 32 mV)	H X	H
(- 100 mV < V_{ID} ≤ - 32 mV)	H X	不确定
(V_{ID} ≤ - 100 mV)	H X	L
X	L	Z
开路	H X	H

通过功能表，工程师可以清晰地了解接收器在不同输入条件下的输出状态，从而进行合理的电路设计。

五、电气特性

1. 输入输出阈值

正、负向差分输入电压阈值在 - 50 mV至50 mV之间，差分输入故障保护电压阈值为 - 32 mV至 - 100 mV，差分输入电压迟滞为50 mV。这些参数决定了接收器对输入信号的响应特性，对于保证数据的准确接收至关重要。

2. 输出电压

高电平输出电压在 (I{OH} = - 4 mA) 时为2.4 V，低电平输出电压在 (I{OL} = 4 mA) 时为0.4 V。这确保了输出信号能够被后续电路正确识别。

3. 电源电流

不同型号的接收器在不同工作状态下的电源电流有所不同。例如，'32B或'3486B在使能端接 (V_{CC}) 且无负载、稳态时，电源电流典型值为1.1 mA至16 mA；'9637B在无负载、稳态时，电源电流典型值为8 mA至12 mA。了解电源电流特性有助于进行电源设计和功耗评估。

六、开关特性

1. 传播延迟

低到高和高到低电平输出的传播延迟时间典型值均为4 ns，最大为6 ns。这一特性决定了接收器对输入信号的响应速度，对于高速数据传输系统尤为重要。

2. 故障保护时间

故障保护激活和停用时间分别为0.3 µs至1.5 µs和最大9 ns。这确保了在信号丢失时，接收器能够及时做出响应，避免数据错误。

3. 脉冲和输出偏斜

脉冲偏斜最大为200 ps，输出偏斜为150 ps，器件间偏斜最大为1 ns。这些参数对于保证多个接收器之间的同步性和数据的准确性至关重要。

七、应用信息

1. 5 - V电源应用

在使用5 - V电源时，需要在 (V{CC}) 和接地平面之间放置一个0.1 - µF的陶瓷、云母或聚苯乙烯介质的0805尺寸贴片电容，并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 (V{CC}) 或GND。

2. 故障保护

该系列接收器采用了新的集成故障保护电路，解决了现有解决方案的局限性。当输入差分信号低于80 mV时，故障保护定时器会在600 ns内将主接收器输出驱动为逻辑高电平，防止噪声被误接收为有效数据。

3. ECL/PECL到LVTTL转换

通过在LVDS接收器输入处实现一个小的电阻分压器网络，或使用TI的宽共模LVDS接收器（无需分压器网络），可以实现ECL/PECL到LVTTL的转换。这种转换在一些需要将不同逻辑电平进行匹配的系统中非常有用。

八、总结

TI的SN65LVDS/T系列高速差分接收器具有高速、可靠、抗干扰等优点，适用于各种高速数据传输应用。工程师在设计时，可以根据具体的应用需求，选择合适的型号，并合理配置电路参数，以实现最佳的性能。同时，通过了解其电气特性和开关特性，能够更好地进行系统设计和优化。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。