德州仪器高速差分接收器：SN65LVDS 系列全面解析

电子工程师在选择合适的差分接收器时，往往会关注其性能、兼容性、可靠性等多个方面。今天，我们就来深入探讨德州仪器（TI）的 SN65LVDS32B、SN65LVDT32B、SN65LVDS3486B、SN65LVDT3486B、SN65LVDS9637B 和 SN65LVDT9637B 等一系列高速差分接收器，看看它们有哪些独特的魅力。

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产品概述

SN65LVDS 系列差分接收器是为满足低电压差分信号（LVDS）的电气特性而设计的第二代产品。LVDS 技术在高速数据传输领域有着广泛的应用，而这些接收器在性能和功能上都有显著提升，为有线环境提供了更优的解决方案。不过需要注意的是，它们是 TI 产品组合的扩展，并非完全替代旧款 LVDS 接收器。

产品特性亮点

高性能信号处理

• 高速传输：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，推荐最大并行速率为 200 M - Transfer/s，能够满足大多数高速数据传输的需求。想象一下，在高速数据采集系统中，如此高的传输速率可以确保数据的实时性和准确性。
• 宽输入电压范围：采用单 3.3 - V 电源供电，输入共模电压范围为 - 2 V 至 4.4 V，比标准要求宽 2 V。这一特性使得驱动器和接收器之间的接地噪声容限提高到 3 V，从而允许更长的电缆长度，为布线提供了更大的灵活性。
• 低阈值与迟滞：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，有效提高了对缓慢变化输入信号的抗噪声能力。在复杂的电磁环境中，这一特性可以减少噪声对信号的干扰，保证信号的稳定性。

集成与保护设计

• 集成终端电阻：LVDT 系列集成了 110 - Ω 线路终端电阻，无需外部电阻，简化了电路设计。而 SN65LVDS 系列则适用于多节点或其他终端电路，为不同的应用场景提供了更多选择。
• ESD 保护：接收器的输入引脚能够承受 ±15 - kV 人体模型（HBM）和 ±600 V 机器模型（MM）的静电放电，保证了在有线连接等环境中的可靠性。这就好比给接收器穿上了一层“防护衣”，有效抵御静电的侵害。
• 有源故障保护：内置的（专利待批）故障保护电路在输入信号丢失后 600 ns 内提供高电平输出，防止在故障条件下噪声被误当作有效数据。常见的信号丢失原因如电缆断开、线路短路或发射机断电等情况都能得到有效处理。

封装与兼容性

• 小封装设计：采用小外形封装，引脚间距为 1.27 mm，节省了电路板空间，适用于对空间要求较高的应用。
• 引脚兼容：与 AM26LS32、MC3486 或 µA9637 引脚兼容，方便工程师进行替换和升级。

产品选型与功能表

可选型号

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

功能表

不同型号的接收器都有相应的功能表，以明确其输入输出关系。例如，SN65LVDS32B 和 SN65LVDT32B 的功能表如下：	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	?
(V_{ID} ≤ –100 mV)	H X	L
X	L	Z
开路	H X	H

其中，H 表示高电平，L 表示低电平，X 表示无关，Z 表示高阻抗（关），? 表示不确定。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。

电气与开关特性

电气特性

在推荐的工作条件下，接收器具有一系列电气特性。例如，正向差分输入电压阈值 (V{IT1}) 最大为 50 mV，负向差分输入电压阈值 (V{IT2}) 最小为 - 50 mV，差分输入故障保护电压阈值 (V_{IT3}) 在 - 32 mV 至 - 100 mV 之间。这些参数保证了接收器对输入信号的准确判断。

开关特性

接收器的开关特性也非常出色。传播延迟时间典型值为 4 ns，脉冲偏斜 (t{sk(p)}) 最大为 200 ps，输出偏斜 (t{sk(o)}) 最大为 150 ps，部分到部分偏斜 (t_{sk(pp)}) 最大为 1 ns。这些特性确保了信号在传输过程中的准确性和及时性。

应用案例与信息

典型应用

这些接收器适用于点对点基带数据传输，传输介质可以是印刷电路板走线、背板或电缆，特性阻抗约为 100 Ω。在实际应用中，数据传输的最终速率和距离取决于介质的衰减特性以及环境噪声的耦合情况。

具体应用电路

5 - V 电源应用

图 12 展示了使用 5 - V 电源的应用电路。在该电路中，需要注意以下几点：

• 在 (V_{CC}) 和接地平面之间放置一个 0.1 - µF 的 Z5U 陶瓷、云母或聚苯乙烯介质的 0805 尺寸芯片电容，且电容应尽量靠近器件引脚。
• 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。

ECL/PECL 到 LVTTL 转换

在系统设计中，发射极耦合逻辑（ECL、PECL 和 LVPECL）常被用作物理层。现在，LVDS 技术为设计师提供了另一种选择。TI 的宽共模 LVDS 接收器可以直接连接到 ECL 驱动器，只需为 ECL 终端提供偏置电压 ((V_{CC}-2 ~V))。图 14 和图 15 展示了使用 LV/PECL 驱动器驱动 5 米 CAT - 5 电缆，并由 TI 的宽共模接收器接收的应用，以及相应的眼图。

相关资料

TI 为该系列接收器提供了 IBIS 建模，可联系当地 TI 销售办公室或访问 TI 网站（www.ti.com）获取更多信息。此外，还有一些相关文档可供参考，如《Low - Voltage Differential Signaling Design Notes (SLLA014)》《Interface Circuits for TIA/EIA - 644 (LVDS) (SLLA038)》等，这些文档可以为工程师提供更多的应用指导。

封装与包装信息

封装选项

SN65LVDS 系列接收器提供多种封装选项，均采用小外形封装（SOIC），引脚间距为 1.27 mm。不同型号的具体封装信息如下：	可订购器件	状态	封装类型	封装图	引脚数	封装数量	环保计划	引脚镀层/球材料	MSL 峰值温度	工作温度（°C）	器件标记	样品
SN65LVDS32BD	活跃	SOIC	D	16	40	RoHS & Green	NIPDAU	Level - 1 - 260C - UNLIM	- 40 至 85	LVDS32B	有
SN65LVDS32BDR	活跃	SOIC	D	16	2500	RoHS & Green	NIPDAU	Level - 1 - 260C - UNLIM	- 40 至 85	LVDS32B	有
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包装信息

该系列接收器提供卷带包装和管装两种包装方式。卷带包装有详细的卷盘尺寸和载带尺寸信息，管装则有相应的管长、宽度等尺寸信息。工程师在采购和使用时，可以根据实际需求选择合适的包装方式。

德州仪器的 SN65LVDS 系列高速差分接收器在性能、功能、兼容性等方面都表现出色，为电子工程师在高速数据传输设计中提供了可靠的选择。在实际应用中，工程师可以根据具体需求选择合适的型号，并参考相关资料进行合理的电路设计。大家在使用这些接收器的过程中，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的应用场景呢？欢迎在评论区分享交流。