低电压差分信号（LVDS）评估模块（EVM）使用指南

在当今的电子设计领域，低电压差分信号（LVDS）技术因其高速、低功耗和抗干扰能力强等优点，被广泛应用于各种高速数据传输场景。为了帮助系统设计师更方便地分析LVDS驱动器和接收器的电气特性，德州仪器（TI）推出了一系列LVDS评估模块（EVM）。今天我们就来详细了解一下这些EVM的相关内容。

文件下载：SN65LVDS31-32BEVM.pdf

一、引言

TI提供的这一系列LVDS EVM旨在帮助系统设计师缩短设计周期。一共有四种不同的EVM可供选择，用于评估TI提供的不同类型的LVDS设备。这些EVM具有很高的灵活性，可以设置成点对点拓扑结构（一个驱动器对应一个接收器）和多点拓扑结构（一个驱动器对应多个接收器）。

EVM选型指南

EVM名称	EVM标记	驱动器	接收器	备注
SN65LVDS31 - 32EVM	SLLP101 - 1	SN65LVDS31	SN65LVDS32	标准合规设备
SN65LVDS31 - 32BEVM	SLLP101 - 2	SN65LVDS31	SN65LVDS32B	宽共模接收器
SN65LVDM31 - 32BEVM	SLLP101 - 3	SN65LVDM31	SN65LVDS32B	多点驱动器和宽共模
SN65LVDS31 - 33EVM	SLLP101 - 4	SN65LVDS31	SN65LVDS33	增强型宽共模接收器

从这个选型指南中可以看出，不同的EVM支持不同的驱动器和接收器组合。而且表格中的两款驱动器引脚兼容，三款接收器也引脚兼容。这四款EVM使用的是同一块印刷电路板（PCB），所以操作说明也是一样的。

各EVM特点

• SN65LVDS31 - 32EVM：包含SN65LVDS31四路驱动器和SN65LVDS32四路接收器。SN65LVDS31是符合TIA/EIA - 644标准的LVDS驱动器，SN65LVDS32是符合该标准的LVDS接收器，并且内置了无源开路失效保护检测电路。
• SN65LVDS31 - 32BEVM：同样采用SN65LVDS31四路驱动器，但接收器换成了SN65LVDS32B四路接收器。SN65LVDS32B具有扩展共模能力和有源失效保护电路，其共模输入电压范围为 -2 V至4.4 V，几乎是TIA/EIA - 644标准要求的三倍。
• SN65LVDM31 - 32BEVM：驱动器为SN65LVDM31四路驱动器，接收器是SN65LVDS32B。SN65LVDM31是多点LVDS驱动器，提供的驱动电流是标准LVDS驱动器的两倍，适用于双端接（多点）拓扑、重载总线线路或需要提高噪声容限的设计。
• SN65LVDS31 - 33EVM：使用SN65LVDS31四路驱动器和SN65LVDS33四路接收器。SN65LVDS33是符合TIA/EIA - 644标准的LVDS接收器，具有最宽的共模输入电压范围（ -4 V至5 V）和有源失效保护电路，还能提供与5 - V PECL信号兼容的输入电压范围规格。

跳线功能

跳线编号	功能
JMP1, JMP3	使能引脚（高电平有效），高 = 将中心引脚连接到引脚 “V”，低 = 将中心引脚连接到引脚 “G”
JMP2, JMP4	使能引脚（低电平有效），高 = 将中心引脚连接到引脚 “V”，低 = 将中心引脚连接到引脚 “G”
JMP5, JMP6	接地偏移，安装 = 共用GND和VDC，未安装 = 不同的GND和VDC
P1, P2, P3, P4	SN65LVDM31/SN65LVDS31驱动器的输入
P5, P7, P9, P11	驱动器的差分输出
P13, P14, P15, P16	SN65LVDS32/SN65LVDS32B/SN65LVDS33接收器的输出
P6, P8, P10, P12	接收器的差分输入

二、所需设备

要对低电压差分信号进行分析，需要以下设备：

1. 3.3 - VDC电源：如TEK - PS280或等效电源。
2. 传输介质：用于连接驱动器和接收器的电缆或电线。
3. 函数发生器：能够提供高达400 Mbps的TTL电平信号速率，源阻抗为50 Ω。
4. 高带宽示波器：最好在4 - GHz范围内。
5. 差分和单端示波器探头。

同时，文档还提供了EVM的原理图和零件清单，方便我们进行硬件搭建和调试。

三、传输模式设置

点对点传输

点对点传输是一种典型的传输方案，即一个驱动器向一个接收器传输数据。这种模式下传输质量较高，因为总线上没有分支，信号的不连续性较少，不易对信号造成衰减。在接收器（U2）的差分输入对两端已经安装了所需的100 Ω 终端电阻（R5）。

多点传输

多点传输模式是一个驱动器向多个接收器传输数据。在这种应用中，只需要在最后一个接收器的差分输入对两端安装一个100 Ω 终端电阻，中间接收器的输入终端电阻需要移除。为了减少反射，接收器之间的线路长度应尽可能短，分支长度也应最小化。在EVM上，分支长度约为3 cm。如果要了解最多连接36个接收器的详细配置，可以参考TI的应用笔记《LVDS Multidrop Connections》（文献编号SLLA054）。

四、接收器评估

接地偏移时接收器操作评估

LVDS驱动器输出的偏移电压约为1.2 V。不同的接收器对输入信号的检测能力有所不同，例如SN65LVDS32在输入差分信号为100 mV且输入共模电压在0 V至2.4 V之间时，能正确检测输入信号的逻辑电平；SN65LVDS32B的输入共模电压范围为 -2 V至4.4 V；SN65LVDS33的输入共模电压范围扩展到了 -4 V至5 V，并且这两款接收器在输入差分信号为50 mV时都能正确检测输入状态。

要评估接地偏移时接收器的操作，可以按以下步骤进行：

1. 移除跳线J5和J6上的短路跳线，使用三个直流电源进行测试。
2. 使用第一个电源（PS1）通过连接器P17和P18向EVM的驱动器部分提供3.3 V电源。
3. 使用第二个电源（PS2）通过连接器P19和P20向EVM的接收器部分提供3.3 V电源。
4. 将第三个电源（PS3）连接在PS1和PS2的接地之间。
5. 初始时将PS3设置为0 V。
6. 向驱动器输入测试信号，同时监测接收器的输出（参考第三章点对点传输部分）。
7. 通过调节PS3改变驱动器和接收器之间的接地偏移。

TIA/EIA - 422数据应用于LVDS接收器

接收器的第四通道（4A和4B）配置了由R8、R9和R10组成的电阻分压器网络，可用于评估TIA/EIA - 422数据应用于LVDS接收器的情况。通过在评估板上R8和R9的位置安装45 Ω 电阻，将TIA/EIA - 422的信号电压电平调整到合适的LVDS输入电压电平。然后移除100 Ω 电阻（R10），并将其替换为10 Ω 电阻。这样，电阻分压器网络的总差分负载为100 Ω，与常见传输线的特性阻抗匹配，并将TIA/EIA - 422的最大差分信号幅度从6 V降低到合适的600 mV。

五、参考资料

文档还提供了一系列与LVDS相关的文献资料，如《LVDS Designer’s Notes》（文献编号SLLA014A）、《Reducing EMI With Low Voltage Differential Signaling》（文献编号SLLA030）等，这些资料可以帮助我们进一步了解LVDS设备和相关应用。

以上就是关于TI的LVDS评估模块（EVM）的详细介绍，希望这些内容能对大家的电子设计工作有所帮助。在实际应用中，大家可以根据自己的需求选择合适的EVM，并按照上述步骤进行测试和评估。如果你在使用过程中遇到任何问题，欢迎在评论区留言交流。