LVDS接口电路及设计接口电路及设计(图图)
摘 要：本文介绍了LVDS接口的基本原理和电特性，通过与其他接口技术进行对比，反映出LVDS接口在高速数
据传输应用方面的优势，并结合实例指出了LVDS接口电路的设计原则。关键词：低电压差分信号；电压摆幅；
接口；驱动器；接收器 概述 LVDS接口又称RS-644总线接口，是20世纪90年代才出现的一种数据传输和
接口技术。LVDS即低电压差分信号，这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，可以实现点对
点或一点对多点的连接，具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点，其传输介质可以是铜质的PCB连
线，也可以是平衡电缆。LVDS在对信号完整性、低抖动及共
摘摘 要要：本文介绍了LVDS接口的基本原理和电特性，通过与其他接口技术进行对比，反映出
LVDS接口在高速数据传输应用方面的优势，并结合实例指出了LVDS接口电路的设计原则。
关键词关键词：低电压差分信号；电压摆幅；接口；驱动器；接收器
概述概述
LVDS接口又称RS-644总线接口，是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。LVDS即低电压差分
信号，这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，具有低
功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点，其传输介质可以是铜质的PCB连线，也可以是平衡电缆。LVDS在对
信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统中得到了越来越广泛的应用。目前，流行的LVDS技术规范有两
个标准：一个是TIA/EIA（电讯工业联盟/电子工业联盟）的ANSI/TIA/EIA－644标准，另一个是IEEE 1596.3标
准。
1995年11月，以美国国家半导体公司为主推出了ANSI/TIA/EIA－644标准。1996年3月，IEEE公布了IEEE
1596.3标准。这两个标准注重于对LVDS接口的电特性、互连与线路端接等方面的规范，对于生产工艺、传输介
质和供电电压等则没有明确。LVDS可采用CMOS、GaAs或其他技术实现，其供电电压可以从+5V到+3.3V，甚
至更低；其传输介质可以是PCB连线，也可以是特制的电缆。标准推荐的最高数据传输速率是655Mbps，而理论
上，在一个无衰耗的传输线上，LVDS的最高传输速率可达1.923Gbps。
LVDS接口的原理及电特性接口的原理及电特性
一个简单的LVDS传输系统由一个驱动器和一个接收器通过一段差分阻抗为100Ω的导体连接而成，如图1所
示。驱动器的电流源（通常为3.5mA）来驱动差分线对，由于接收器的直流输入阻抗很高，驱动器电流大部分直
接流过100Ω的终端电阻，从而在接收器输入端产生的信号幅度大约350mV 。通过驱动器的开关，改变直接流过
电阻的电流的有无，从而产生“1”和“0”的逻辑状态。在有些最新生产的LVDS接收器中，100Ω左右的电阻直接集
成在片内输入端上了，如MAXIM公司的MAX9121/9122等。
在LVDS系统中，采用差分方式传送数据，有着比单端传输方式更强的共模噪声抑制能力。道理很简单，因
为一对差分线对上的电流方向是相反的，当共模方式的噪声耦合到线对上时，在接收器输入端产生的效果是相互
抵消的，因而对信号的影响很小。这样，就可以采用很低的电压摆幅（见表1）来传送信号，从而可以大大提高
数据传输速率和降低功耗。
表1是LVDS驱动器的主要电特性参数，
参数 意义
最小
值
最大值
单
位
VOD 差分输出电压 247 454 mV
VOS 输出偏置电压 1.125 1.375 V
△VOD VOD变化量绝对值 50 mV
△VOS VOS变化量绝对值 50 mV
ISA,ISB 短路电流 24 mA
tr/tr
输出上升时间/下降时间
(≥2000Mbps)
输出上升时间/下降时间
(≤2000Mbps)
0.26
0.26
1.5
脉冲宽度的
30%
ns
表2是接收器的主要电特性参数。
参数 意义 最小值 最大值 单位
Iin 输入电流 20 μA
VTH 阈值电压 ±100 mV
VIN 输入电压范围 0 2.4 V
VIS 输入偏置电压 0.05 2.35 V
表3是LVDS与其他几种接口的性能比较。同为差分传输接口，LVDS与RS-422、PECL相比，在传输速率、
功耗、接收灵敏度和成本等方面都有优越性；与传统的TTL/CMOS接口相比，LVDS在高速、低抖动及对共模特
性要求较高的数据传输系统中的应用有着无可比拟的优势。LVDS的低功耗、低误码率、低串扰、低辐射和高速
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