LVDS與M-LVDS開拓更多傳輸場景

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）LVDS，經(jīng)常會使用的低電壓差分信號，又稱RS-644總線接口，是20世紀(jì)90年代才出現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)傳輸和接口技術(shù)。低電壓差分信號以低功耗、低誤碼率、低串?dāng)_和低輻射優(yōu)勢，在對信號完整性、低抖動及共模特性要求較高的系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

LVDS的特色應(yīng)用

LVDS的全稱是Low Voltage Differential Signaling，從名字就能夠知道它使用的是非常低的信號電壓幅度，在一對平行的走線上傳輸數(shù)據(jù)。區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號線一根地線的做法，差分傳輸在這兩條線上都傳輸信號。信號電壓幅度對提高數(shù)據(jù)速率和降低功耗有很大影響。

簡單來說，這兩個信號的振幅相同，相位相反，所以噪聲信號會同時耦合到兩條線上。在接收端，這兩個信號的噪聲被視作共模調(diào)制，不會被接收，不需要額外手段應(yīng)對噪聲，這也是為什么LVDS可以采用較低的信號電壓幅度。

同時兩條信號線產(chǎn)生的電磁場也會相互抵消，因此差分信號傳輸比單線信號傳輸電磁輻射小得多。

需要注意的是，越高速的信號傳輸應(yīng)用，越容易出現(xiàn)阻抗不連續(xù)的問題，使得傳輸性能變差。必須運用精心的布局以避免阻抗不連續(xù)和信號時延差，否則這些缺點就抵消了LVDS低功耗、低EMI和高噪聲抗擾度的優(yōu)勢。

一般會采用LVDS緩沖器件來解決阻抗不連續(xù)問題，LVDS緩沖器件驅(qū)動和接收底板上傳來的信號，接著會將信號傳輸路徑再細分為很短的區(qū)段，以遮蔽阻抗誤配的問題，起到減少信號衰減的作用。

目前LVDS在一些應(yīng)用上出現(xiàn)了新的方向，比如使用LVDS實現(xiàn)下一代汽車照明。汽車照明在LED技術(shù)的更新迭代下不斷產(chǎn)生新變化，像素密度越來越高。LVDS在汽車照明中使用的越來越多，能夠大大提高串行數(shù)據(jù)吞吐量以控制增加的像素數(shù)。

電機驅(qū)動里，也需要LVDS的EMI特性。電機驅(qū)動為了進一步提高效率，高開關(guān)頻率的電子器件應(yīng)用得越來越廣泛，由此帶來了通信EMI問題。LVDS在EMI上的優(yōu)秀特性，提供了降低高速系統(tǒng)間數(shù)據(jù)、時鐘和控制通信EMI的解決方案。

LVDS到M-LVDS

M-LVDS，多點LVDS，區(qū)別于LVDS低電壓差分信號只適用于高速點對點，M-LVDS能面向高速多點應(yīng)用。M-LVDS是通過增加收發(fā)器的驅(qū)動強度和拓展共模范圍，實現(xiàn)了在LVDS基礎(chǔ)上的多點通信。

M-LVDS非常適合需要以高達100Mbps/250Mbps速率向多個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的應(yīng)用。M-LVDS通過一對差分線路來承載這種高速信息，從而減小了連接器尺寸并降低了扇出該信息所需的通道數(shù)量，所以非常適合短電纜和背板應(yīng)用。

同樣是差分信號技術(shù)，所以M-LVDS在功耗、抗噪聲性能上仍舊非常優(yōu)異，高速度優(yōu)勢也是其備受青睞的原因。相較于常常用來比較的RS-485，M-LVDS在長電纜傳輸上確實不如RS-485，但其他方面優(yōu)勢很明顯。

分布式計算系統(tǒng)現(xiàn)在很青睞M-LVDS的應(yīng)用，單個M-LVDS線路可以連接至多32個模塊卡，尺寸緊湊的M-LVDS收發(fā)器可以拓展支持多條線路以實現(xiàn)更高的帶寬。對于分布式計算系統(tǒng)這類高密度系統(tǒng)。

小結(jié)

在高數(shù)據(jù)速率基礎(chǔ)上，LVDS的低功耗，EMI特性在越來越多場景中開始應(yīng)用，M-LVDS則在中短距離的傳輸上，基于LVDS拓展了多點通信的優(yōu)勢，是實現(xiàn)緊湊模塊化設(shè)計，優(yōu)化高密度系統(tǒng)非常合適的選擇。不過目前可能成本仍然是選擇這種設(shè)計的最大障礙。