高速差分接收器：SN65LVDS348、SN65LVDT348、SN65LVDS352、SN65LVDT352深度解析

在电子设计领域，高速差分接收器的性能直接影响着数据传输的质量和稳定性。今天我们就来详细探讨一下德州仪器（TI）推出的SN65LVDS348、SN65LVDT348、SN65LVDS352和SN65LVDT352这几款高速差分接收器。

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一、产品概述

这几款接收器均为高速、四路差分接收器，具有较宽的共模输入电压范围，能够满足或超越ANSI TIA/EIA - 644A标准的要求。它们可以接收带有高达3V接地噪声的TIA/EIA - 644信号，或者多种差分和单端逻辑电平信号。

（一）封装与架构

• 封装：“348”系列采用16引脚封装，与DS90LV048的行业标准封装相匹配；“352”系列则采用24引脚封装，增加了两个额外的(V_{CC})和GND引脚，适用于多个接收器同时工作以实现更高的数据传输速率。
• 架构：所有产品都采用了直通式架构，输入在一侧，输出在另一侧。这种设计不仅方便了电路板布局，还能有效减少接收器之间的串扰。

（二）技术特性

• 单通道信号速率：最高可达560 Mbps，能够满足高速数据传输的需求。
• 共模输入电压范围：为 - 4V至5V，使得该系列接收器能在恶劣的工作环境中稳定工作，同时还能接受LVPECL、PECL、LVECL、ECL、CMOS和LVCMOS等多种逻辑电平，而无需额外的电平转换电路。

二、关键特性解析

（一）抗干扰能力

• 输入电压回滞：接收器能够精确控制差分输入电压阈值，包含50 mV的输入电压回滞，有效提高了抗噪声能力。在整个输入共模电压范围内，差分输入阈值不超过 ± 50 mV。
• 静电放电保护：接收器的输入相对于地能够承受 ± 15 kV的人体模型（HBM）静电放电而不损坏，这为电缆和其他连接提供了可靠的保护，降低了潜在噪声对设备的威胁。

（二）故障安全功能

该系列接收器包含一个（正在申请专利的）故障安全电路，当输入信号丢失后约600 ns，会提供高电平输出。信号丢失的常见原因包括电缆断开、线路短路或发射器断电等情况。此功能可以防止在这些故障条件下将噪声误接收为有效数据，还可用于线或（Wired - Or）总线信号传输。

（三）集成终端电阻

SN65LVDT348和SN65LVDT352集成了110Ω的线路终端电阻，这一设计减少了电路板空间需求和元器件数量，同时通过缩短线路终端到接收器的短截线长度，提高了接收器端的信号完整性。

三、主要参数与性能指标

（一）绝对最大额定值

• 电源电压范围：(V{CC})、(V{CCA})、(V{CCD1})和(V{CCD2})为 - 0.5V至4V。
• 使能、输出电压范围： - 0.5V至6V。
• 差分输入幅度（仅LVDT）：最大1V。
• 输入引脚电压范围： - 5V至6V。
• 人体模型静电放电： ± 15 kV。
• 所有引脚静电放电： ± 7 kV。
• 带电设备模型： ± 500 V。
• 连续功率耗散：需参考耗散额定表。
• 存储温度范围： - 65°C至150°C。

（二）推荐工作条件

• 电源电压：(V{CC})、(V{CCA})、(V{CCD1})和(V{CCD2})为3V至3.6V，典型值3.3V。
• 高电平输入电压（使能端）：最小2V。
• 低电平输入电压（使能端）：最大0.8V。
• 差分输入电压幅值：LVDT348和352为0.1V至0.8V；LVDS348和352为0.1V至3V。
• 输入电压： - 4V至5V。
• 工作环境温度： - 40°C至85°C。

（三）电气特性

• 输入阈值电压：正向差分输入电压阈值(V{ITH1})为50 mV；负向差分输入电压阈值(V{ITH2})为 - 50 mV；差分输入故障安全电压阈值(V_{ITH3})为 - 32 mV至 - 100 mV。
• 输出电压：高电平输出电压(V{OH})（(I{OH} = - 4 mA)时）最小2.4V；低电平输出电压(V{OL})（(I{OL} = 4 mA)时）最大0.4V。
• 供电电流：LVDS348、LVDT348和LVDS352、LVDT352使能且无负载时为16 mA至20 mA；禁用时为1.1 mA至4 mA。

（四）开关特性

• 传播延迟时间：低到高电平输出延迟(t{PLH})和高到低电平输出延迟(t{PHL})典型值均为4 ns，范围为2.5 ns至6 ns。
• 故障安全禁用和启用时间：(t{d1})为12 ns，(t{d2})为0.3 µs至1.5 µs。
• 脉冲和输出偏移：脉冲偏移(t{sk(p)})（(C{L} = 10 pF)时）为200 ps；输出偏移(t{sk(o)})为150 ps；器件间偏移(t{sk(pp)})为1 ns。

四、应用领域与设计注意事项

（一）应用领域

• 逻辑电平转换：可实现ECL/PECL到LVTTL的转换，为不同逻辑电平的设备之间的数据通信提供便利。
• 点对点基带数据传输：适用于在约100Ω受控阻抗介质（如印刷电路板走线、背板或电缆）上进行数据传输。
• 其他应用：在无线基站、中心局或PABX交换机等领域也有广泛的应用。

（二）设计注意事项

1. 阻抗匹配

阻抗失配会导致信号反射，从而降低负载端的信号质量。低源阻抗会使负载端信号极性交替（振荡），高源阻抗则会使信号单调累积到最终值（阶梯状）。这两种情况都会导致有效信号延迟，并减小眼图的开口。因此，在设计中应尽量使阻抗匹配，以提高接收器的抗噪能力。

2. 故障安全功能

该系列接收器的故障安全功能能够有效应对信号丢失等故障情况。在实际应用中，合理利用这一功能可以提高系统的可靠性和稳定性。

3. 电源和接地

SN65LVDS352为模拟输入部分和两个数字输出部分提供了单独的电源和接地引脚。在系统中，所有电源引脚和接地引脚必须在某一点连接在一起。在进行电源和接地布线时，应确保接地系统提供低阻抗路径回到电源，信号返回路径应靠近信号路径，同时要注意减少接地噪声。

五、封装与订购信息

这几款产品提供多种封装选项和订购型号，如SOIC、TSSOP等封装。同时，还可以根据需要选择带卷带包装（添加R后缀）的产品。在订购时，需要关注产品的状态（如ACTIVE表示推荐用于新设计）、环保计划（如RoHS & Green）、引脚数、包装数量等信息。

SN65LVDS348、SN65LVDT348、SN65LVDS352和SN65LVDT352这几款高速差分接收器凭借其出色的性能、丰富的功能和多样化的封装选项，为电子工程师在高速数据传输领域提供了可靠的解决方案。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求和系统要求，合理选择和使用这些产品，以确保系统的稳定运行和高性能表现。大家在使用这些接收器的过程中，遇到过哪些有趣的挑战呢？欢迎在评论区分享交流。