ch1-Introduction to LVDS

### LVDS技术简介 #### 一、LVDS技术概述 LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种低电压差分信号传输技术，它通过在两根印刷电路板（PCB）走线或平衡电缆上使用非常低的电压摆幅（大约350mV）来传输数据。LVDS技术因其高速数据传输能力、低功耗特性以及良好的抗干扰能力而被广泛应用于各种领域。 #### 二、LVDS技术的发展趋势 随着消费者对更高质量视觉信息的需求不断增长，无论是办公环境还是家庭环境中都需要处理大量的视频、3D图形和高保真图像数据。这些数据通常需要从摄像头传输到个人电脑、打印机等设备，或者通过局域网、电话线路甚至卫星系统传输到家庭中的机顶盒和数字录像机等终端设备。目前存在多种解决方案可以实现短距离和长距离的高速数字数据传输，如在PCB上的内部传输或跨光纤和卫星网络的远距离传输。然而，在设备间或盒子间的短距离数据传输中，需要一种能够满足高性能、低功耗、低噪声和低成本这四个基本要素的技术方案。现有技术往往在这四个方面存在妥协。 #### 三、LVDS如何实现高速传输同时保持低噪声和低功耗 LVDS是一种低摆幅、差分信号传输技术，支持单通道数据传输速率高达数百乃至数千兆比特每秒（Mbps）。其低摆幅和电流模式驱动器输出可以大大降低噪声并提供非常低的功率消耗。 ##### 3.1 LVDS的工作原理 LVDS驱动器和接收器通过100欧姆差分阻抗介质相连，简化后的示意图如下：国家半导体公司的LVDS输出由一个电流源（标称值为3.5毫安）组成，用于驱动差分线对。基本的接收器具有高直流输入阻抗，因此大部分驱动器电流流过100欧姆的终端电阻，在接收器输入端产生大约350毫伏的电压。当驱动器切换时，它会改变电阻上的电流方向，从而创建有效的“1”或“0”逻辑状态。 LVDS技术的核心优势在于： 1. **低电压摆幅**：LVDS使用极低的电压摆幅（约350mV），这意味着它可以使用较低的电压进行数据传输，从而减少能量损耗。 2. **差分信号传输**：通过两条线路传输信号，一条线路上的信号与另一条线路上的信号相位相反。这种传输方式可以有效抵消噪声干扰，提高信号的完整性和可靠性。 3. **低功耗**：由于采用电流模式驱动，LVDS在传输数据时消耗的功率非常低。 4. **抗干扰性**：LVDS技术具有很好的抗电磁干扰（EMI）性能，这对于满足日益严格的FCC/CISPR电磁兼容标准至关重要。 5. **成本效益**：与其他高速数据传输技术相比，LVDS的成本相对较低，适用于大规模生产应用。 LVDS技术以其独特的优势成为现代高速数据传输领域的重要组成部分。随着技术的不断发展，LVDS将继续在高性能计算、消费电子、通信设备等多个领域发挥重要作用。