LVDS

何谓LVDS?

LVDS(Low Voltage Differential Signaling,低电压差分信号传输)是一种用于数字信号的电气传输技术,以低电压电平和差分信号传输为特点。该技术广泛应用于多种领域,包括显示器、计算机连接以及汽车行业。

LVDS中差分信号传输的优势

在差分信号传输中,使用两个电压相等但正负号相反的信号导体,并在接收器中评估差分电压。如果导体之间的距离较小,则作用在导体上的共模干扰影响相同,因而可以通过差分形成予以消除。  在实际应用中,由电源的LVDS产生例如约3.5毫安的电流,此电流在接收器100欧姆的终端电阻上形成350毫伏的电压。由于电流方向的切换,出现-350毫伏的反向电平。绞合信号导体最大限度地减少磁场的影响和辐射。

LVDS中的低电压电平及其影响

LVDS以247和454毫伏之间的差分电压电平工作,与那些使用几伏信号电平的其他技术形成鲜明对比。低电压电平及其相应低电流的优势在于传输路径的功耗显著降低。在3.5毫安的电流和350毫伏的电压条件下,接收器上的终端电阻功耗仅略高于1.2毫瓦。同时通过降低电平来减少射出的干扰辐射。

LVDS的使用

LVDS由美国国家半导体公司(National Semiconductor)于1994年首次发布,并于1995年因其广泛应用而被标准化为ANSI/TIA/EIA-644标准,美国国家半导体公司担任此标准的编辑职位。该标准定义了655 Mbit/s的数据传输速率,但是它借助现代芯片已经实现了Gbit/s范围的数据传输速率。由于分辨率不断提升,LVDS最初用于连接消费电子产品和计算机中的屏幕,此后由于其可靠性高和经济高效的实施方式,也进入了汽车领域。LVDS标准作为一项技术,被应用于FPD-Link等多种协议中,因为ANSI/TIA/EIA-644仅定义了发送器与接收器等电气层属性,并未对更高的协议层做出规定。最高数据传输速率在单工模式下实现,即数据从数据源单向传输至数据接收器,例如从摄像头到显示屏。也可以通过合适的芯片实现半双工传输。传输路径可以在两个方向上交替运行,但这会降低最大数据传输速率。由于需求量大,还开发了LVDS的多点变体。在这种变体时,在点对点连接的发射器和接收器之间,其他接收器通过分支线路连接到传输路径。最大传输速率取决于电缆的类型、传输路径的长度和传输类型。

Jonas Rumold 乔纳斯·鲁莫尔德是 MD ELEKTRONIK 的高频开发部初级开发工程师。他的职责包括高频测量设备、测量方法、屏蔽和非屏蔽高频数据线的评估,以及汽车领域的数据传输当前标准。