SN65LBC171和SN75LBC171：三通道差分收发器的卓越之选

在电子设计领域，数据通信的高效性和稳定性至关重要。今天，我们要深入探讨德州仪器（TI）推出的两款优秀产品——SN65LBC171和SN75LBC171三通道差分收发器，它们在数据传输方面表现出色，能满足多种应用场景的需求。

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产品概述

SN65LBC171和SN75LBC171是专为多点总线传输线上的双向数据通信而设计的单片集成电路。它们将三个三态差分线路驱动器和三个差分输入线路接收器集成在一起，全部由单一的5V电源供电。这两款器件适用于串行或并行数据传输，以及使用双轴、带状或双绞线电缆的有线外围总线。其潜在应用包括FAST - 20 SCSI，能够传输或接收短至25 ns的数据脉冲，且偏斜小于3 ns。

主要特性

1. 高速信号传输：信号速率高达30 Mbps，满足高速数据传输需求。
2. 宽共模总线电压范围：共模总线电压范围为 -7 V至12 V，适用于长电缆传输的派对线应用。
3. 静电放电（ESD）保护：总线端子的ESD保护超过12 kV，增强了器件的可靠性。
4. 过流保护：驱动器输出电流高达 ±60 mA，具备热关断保护和正负电流限制功能，保障器件安全。
5. 无毛刺操作：上电、掉电时无毛刺操作，确保数据传输的稳定性。
6. 引脚兼容：与SN75ALS171引脚兼容，方便进行升级和替换。
7. 多种封装选择：提供收缩小外形封装（Shrink Small - Outline Package），如DB和DW封装，以满足不同的应用需求。

功能与工作原理

功能表

这两款器件的驱动器和接收器都有明确的功能表，规定了输入输出的逻辑关系。例如，驱动器在使能信号（DE和CDE）的控制下，根据输入信号（D）输出相应的差分信号（A和B）；接收器则根据差分输入信号（VA - VB）和使能信号（RE）输出相应的逻辑电平。

等效输入输出原理图

从等效输入输出原理图可以看出，驱动器的差分输出和接收器的差分输入内部连接，形成三个差分输入/输出（I/O）总线端口。当驱动器禁用或 (V_{CC}=0) 时，这些端口对总线的负载最小。

电气特性

驱动器部分

• 输入钳位电压（VIK）：在输入电流 (II = 18 mA) 时，输入钳位电压为 -1.5 V至 -0.7 V。
• 开路输出电压（VO）：单端开路输出电压范围为0至 (V_{CC})。
• 稳态差分输出电压幅值（|VOD(SS)|）：在不同负载条件下，稳态差分输出电压幅值在1 V至2.4 V之间。
• 差分输出电压幅值变化（∆VOD）：在负载 (R = 54 Ω) 时，差分输出电压幅值变化在 -0.2 V至0.2 V之间。
• 稳态共模输出电压（VOC(SS)）：在负载 (RL = 54 Ω)，电容 (CL = 50 pF) 时，稳态共模输出电压在2 V至2.8 V之间。
• 输入电流（II）：输入电流范围为 -100 µA至100 µA。
• 电源关闭时的输出电流（IO）：当 (V_{CC}=0 V)，输出电压 (VO = -7 V) 至12 V时，输出电流在 -700 µA至900 µA之间。
• 短路输出电流（IOS）：短路输出电流范围为 -250 mA至250 mA。
• 电源电流（ICC）：驱动器使能时，电源电流在14 mA至20 mA之间。

接收器部分

• 正差分输入电压阈值（VIT+）：正差分输入电压阈值为0.2 V。
• 负差分输入电压阈值（VIT - ）：负差分输入电压阈值为 -0.2 V。
• 迟滞电压（Vhys）：迟滞电压为40 mV。
• 高电平输出电压（VOH）：在差分输入电压 (VID = 200 mV)，输出电流 (IOH = -8 mA) 时，高电平输出电压在4 V至4.7 V之间。
• 低电平输出电压（VOL）：在差分输入电压 (VID = -200 mV)，输出电流 (IOL = -8 mA) 时，低电平输出电压在0 V至0.4 V之间。
• 输入电流（II）：输入电流范围为 -100 µA至100 µA。
• 输入电阻（RI）：输入电阻为12 kΩ。
• 电源电流（ICC）：接收器使能时，电源电流为16 mA。

开关特性

驱动器开关特性

• 差分输出传播延迟：低到高的传播延迟（tPLH）在3 ns至12 ns之间，高到低的传播延迟（tPHL）在3 ns至11 ns之间。
• 差分输出上升时间（tr）和下降时间（tf）：在负载 (RL = 54 Ω)，电容 (CL = 50 pF) 时，上升时间和下降时间在3 ns至11 ns之间。
• 脉冲偏斜（tsk(p)）：脉冲偏斜在2 ns至3 ns之间。
• 输出偏斜（tsk(o)）：输出偏斜为1.5 ns。
• 器件间偏斜（tsk(pp)）：器件间偏斜在2 ns至2.5 ns之间。

接收器开关特性

• 传播延迟时间：低到高和高到低的传播延迟时间在7 ns至16 ns之间。
• 接收器输出上升时间和下降时间：上升时间和下降时间在1.3 ns至3 ns之间。
• 接收器输出使能时间和禁用时间：使能时间和禁用时间在26 ns至40 ns之间。
• 脉冲偏斜（tsk(p)）：脉冲偏斜为2 ns。
• 输出偏斜（tsk(o)）：输出偏斜为1.5 ns。
• 器件间偏斜（tsk(pp)）：器件间偏斜为3 ns。

典型特性

差分输出电压与输出电流和温度的关系

从典型特性曲线可以看出，差分输出电压与输出电流和环境温度有关。在不同的电源电压（(V{CC}=4.75 V)、(V{CC}=5 V)、(V_{CC}=5.25 V)）下，差分输出电压随输出电流和温度的变化而变化。

驱动器传播延迟与温度和信号速率的关系

驱动器传播延迟受环境温度和信号速率的影响。在不同的负载条件下（SCSI负载和RS - 485负载），传播延迟随温度的升高而增加，随信号速率的提高而变化。

电源电流与信号速率的关系

电源电流随信号速率的增加而增加。当所有三个通道都驱动时，电源电流在不同的信号速率下呈现出相应的变化。

封装与订购信息

封装类型

提供两种封装类型：塑料小外形封装（PLASTIC SMALL - OUTLINE，JEDEC MS - 013）和塑料收缩小外形封装（PLASTIC SHRINK SMALL - OUTLINE，JEDEC MO - 150）。

订购选项

根据工作温度范围和封装类型，有多种订购选项可供选择，如SN65LBC171DB、SN65LBC171DW、SN75LBC171DB等。同时，还提供带卷装（taped and reel）的选项，只需在型号后添加“R”后缀。

总结

SN65LBC171和SN75LBC171三通道差分收发器以其高速、稳定、可靠的性能，为数据通信应用提供了优秀的解决方案。无论是在工业自动化、通信设备还是其他领域，它们都能发挥重要作用。作为电子工程师，在设计数据通信系统时，不妨考虑这两款器件，相信它们会给你的设计带来意想不到的效果。你在实际应用中是否使用过类似的差分收发器呢？遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。