用電容實(shí)現LVDS連接交流耦合的設計分析

2．電壓和介質(zhì)

電容的工作電壓應遠大于出現故障狀況時(shí)的最大峰值電壓。在汽車(chē)電子應用中，峰值故障電壓是18V。一般不需要將故障條件下的電壓加倍，例如：將電池電壓加倍或考慮甩負載電壓。

使用X5R、X7R或類(lèi)似介質(zhì)的電容，避免使用那些電壓或溫度系數有明顯變化的介質(zhì)電容，如Y5V或Z5U。

端接拓撲

端接拓撲可以從三個(gè)主要電路中選擇：(1)純差分，(2)中心抽頭差分，(3)戴維寧端接。圖3給出了這三個(gè)電路，純差分是最常用的配置，且在良好屏蔽環(huán)境中用于信號端接可以提供很好的工作性能。中心抽頭的差分端子將100Ω分為兩個(gè)50Ω電阻，且在中心抽頭位置使用旁路電容。由于任何耦合到 LVDS線(xiàn)對上的共模能量對地都有一個(gè)低阻通路，這種方式在噪聲環(huán)境下工作很好。純差分和中心抽頭差分端接必須用于包含內部偏置的LVDS輸入電路。

如果LVDS接收器不提供內部偏置，且輸入信號為交流耦合，則必須使用戴維寧端接。所選電阻必須使每條線(xiàn)上的戴維寧等效電阻為50Ω，且每條線(xiàn)的戴維寧等效電壓為1.2V，圖5數值工作于3.3V電源。

圖5：非直流平衡的交流耦合LVDS連接。

交流耦合鏈路故障排查

通過(guò)交流耦合的LVDS鏈路傳輸數據必須是直流平衡，這意味著(zhù)所傳輸的0和1的數目接近相等。具有50%占空比的時(shí)鐘信號本身就是直流平衡。很多數據編碼算法，如曼徹斯特編碼，也提供直流平衡數據流。圖5展示了一個(gè)非直流平衡連接的波形。

圖5中上部的曲線(xiàn)(紅色和藍色)反映了20%占空比碼流的單端測量結果。下部曲線(xiàn)(綠色)是一個(gè)互補和真實(shí)信號的差分測量結果。差分測量結果不以 0V位置為中心。仔細分析顯示，每一半波形的面積相等。交流耦合連接無(wú)法傳輸任何直流電流，這種情況下，負端偏移恰恰小于100 mV，滿(mǎn)足不了LVDS最小輸入電平的要求。

輸入故障檢測

一些LVDS器件在其輸入端帶有故障檢測電路。故障檢測電路用于識別輸入故障，假如檢測到故障則關(guān)閉輸出驅動(dòng)器，圖6給出了一個(gè)典型電路。假如交流耦合LVDS連接用在該電路中，戴維寧輸入端接方式是必須的。不采用這種方式會(huì )使輸入端的電壓幾乎等于VCC，這將超出LVDS器件的共模電壓范圍。

圖6：LVDS故障檢測電路。