Co znamená LVDS?
LVDS (Low Voltage Differential Signalling, nebo-li nízkonapěťová diferenciální signalizace) je technologie elektrického přenosu digitálních signálů, která se vyznačuje nízkými napěťovými hladinami a diferenciálním přenosem signálu. Tato technologie se používá v různých aplikacích, včetně připojení obrazovek, počítačů a v automobilovém průmyslu.
Výhody diferenciálního přenosu signálu pomocí LVDS
U diferenciálního přenosu signálu se používají dva signálové vodiče se stejným napětím, ale s opačným znaménkem, a diferenciální napětí se vyhodnocuje v přijímači. Pokud je vzdálenost mezi vodiči malá, mají rušení ve společném režimu stejný účinek, a proto je lze odstranit vytvořením rozdílu. V praxi LVDS používá zdroj proudu, který generuje například proud 3,5 miliampéru, čímž na zakončovací odpor 100 Ohm na přijímači se přivede napětí 350 milivoltů. Výsledkem změny směru proudu je inverzní hladina -350 milivoltů. Kroucený signálový vodič minimalizuje vliv a vyzařování magnetických polí.
Nízké napěťové hladiny u LVDS a jejich účinky
LVDS pracuje s diferenciálními napěťovými hladinami v rozmezí 247 až 454 milivoltů, na rozdíl od jiných technologií, které pracují s hladinami signálu o několika voltech. Výhoda nízkých napěťových hladin, a tedy i nízkých proudů spočívá ve spotřebě energie přenosové cesty. Při intenzitě proudu 3,5 miliampéru a napětí 350 milivoltů má zakončovací odpor na přijímači spotřebu jen něco málo přes 1,2 miliwattu. Díky nízké hladině se současně snižuje vyzařované rušivé záření.
Použití LVDS
Technologie LVDS byla prvně představena společností National Semiconductor v roce 1994 a vzhledem k jejímu širokému využití byla v roce 1995 standardizována jako ANSI/TIA/EIA-644, kdy National Semiconductor byla v pozici editora normy. Standard definuje rychlost přenosu dat 655 Mbit/s, ale s moderními čipy již bylo dosaženo rychlosti přenosu dat v rozsahu Gbit/s. Z důvodu neustále se zvyšujícího rozlišení se technologie LVDS původně používala pro propojení obrazovek v zábavní elektronice a počítačů a díky své vysoké spolehlivosti a cenově výhodné implementaci si našla cestu i do automobilového průmyslu. Standard LVDS se používá jako technologie v různých dalších protokolech, jako je FPD-Link, protože ANSI/TIA/EIA-644 definuje pouze elektrické vlastnosti signálu, například parametry vysílače a přijímače, a nestanovuje žádné požadavky pro vyšší úrovně protokolu. Nejvyšší rychlosti přenosu dat se dosahuje v režimu simplex, tj. při přenosu jednosměrném přenosu dat od zdroje dat k přijímači dat, např. z kamery na displej. S příslušnými čipy je možný i poloduplexní přenos. Přenosovou trasu lze také provozovat střídavě obousměrně, snižuje to však maximální rychlost přenosu dat. Vzhledem k vysoké poptávce byla vyvinuta také multidrop verze LVDS. Zde jsou k hlavní přenosové cestě mezi vysílačem a přijímačem spojení bod-bod připojeny pomocí odbočných vedení další přijímače. Maximální přenosová rychlost závisí na typu kabelu, délce přenosové cesty a na druhu přenosu.
