LVDS的電磁兼容性分析

摘 要： 介紹了LVDS（低電壓差分信號）的工作原理及電路結(jié)構(gòu)。根據(jù)其工作原理和電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合LVDS的信號特征和數(shù)字信號的頻域分析，分析LVDS抗電磁干擾的能力和輻射發(fā)射，舉例估算LVDS的電流環(huán)的差模輻射、電流環(huán)的共模輻射和開路線的共模輻射。 LVDS的電磁兼容性分析表明LVDS能夠適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境。

關(guān)鍵詞： LVDS； 電磁兼容性； 差模輻射； 共模輻射； 復(fù)雜電磁環(huán)境

中圖分類號： TN911.7?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）11?0127?04

0 引 言

LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一種低電壓擺幅的差分信號技術(shù)，又稱為RS 644總線接口，是20世紀(jì)90年代才出現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)傳輸和接口技術(shù)。這種技術(shù)的核心是采用極低的電壓擺幅高速差動傳輸數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)點對點和一點對多點的連接。LVDS具有低功耗、低誤碼率、低串?dāng)_、低輻射、高速率、高抗干擾能力等優(yōu)點，傳輸介質(zhì)可以是PCB印制線，也可以是平衡電纜，在對信號完整性、低抖動和共模特性要求較高的系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，其電磁兼容性能備受使用者關(guān)注。本文根據(jù)LVDS的技術(shù)原理，從電磁兼容的專業(yè)領(lǐng)域，對LVDS的抗干擾性能和電磁發(fā)射進(jìn)行了全面分析，以獲得LVDS適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境的能力。

1 基本原理

LVDS傳輸支持速率一般在155 Mb/s以上。LVDS是一種低擺幅的差分信號技術(shù)，它使得信號能在差分PCB線對或平衡電纜上以幾百Mbps的速率傳輸，其低壓幅和低電流驅(qū)動輸出實現(xiàn)了低噪聲和低功耗。IEEE在兩個標(biāo)準(zhǔn)中對LVDS信號進(jìn)行了定義：ANSI/TIA/EIA?644中，推薦最大速率為655 Mb/s，理論極限速率[1?2]為1.923 Gb/s。

LVDS信號傳輸基本組成示意圖如圖1所示，通常LVDS信號傳輸由差分驅(qū)動器、差分傳輸、差分接收器三部分組成。

差分驅(qū)動器將非平衡傳輸?shù)腡TL信號轉(zhuǎn)換成平衡傳輸?shù)腖VDS信號，如圖2所示，該信號通過聯(lián)接線（電纜或者PCB走線），終端匹配電阻[R]，在端口1和2之間流動，差分接收器是將平衡傳輸?shù)腖VDS信號轉(zhuǎn)換成非平衡傳輸?shù)腡TL信號，完成TTL信號的LVDS傳輸和高、低電平轉(zhuǎn)換。