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實際應用中Oscillator低壓差分輸出信號如何實現失效保護

來源：http://m.hneyq.com 作者：億金電子 2020年09月09

　　實際應用中Oscillator低壓差分輸出信號如何實現失效保護
　　LVDS低壓差分輸出信號通常由差分晶振輸出的,不過隨著晶振生產技術的提升,現今普通有源晶振也支持LVDS的差分信號輸出;雖然LVDS信號在性能,功耗,噪聲,EMI以及成本方面都有十分顯著的優勢,但是在實際應用中確實有一項大問題需要解決,那就是低壓差分輸出信號的失效保護,我們需要怎樣去實現這樣一個功能.
　　最近幾年,低壓差分信號(LVDS)的高速數據互連已廣泛應用于消費電子產品、高速計算機外設、通信/網絡以及無線基站等各個領域.據相關技術顯示LVDS信號相對于CMOS和TTL信號相比之下能夠提供更高的數據傳輸速率,其還有一個非常顯著的特點就是功耗極其低,這一特性非常切合當下電子產品的發展趨勢.那么失效電路應該怎么設計呢?
　　大多數LVDS接收器都需要具有內部或外部失效保護電路,以便在特定鏈路狀態下或出現故障時接收器的輸出能具有一個已知狀態,通常為邏輯高電平.以下列出了需要失效保護的鏈路狀態或故障.
　　輸入開路:如果LVDS芯片具有多個接收端口,則未使用的接收器輸入必須保持開路狀態,且輸出應為穩定的邏輯高電平.
　　輸入浮空:如果LVDS驅動器處于三態、驅動器斷電或鏈路斷開,LVDS必須具有穩定的邏輯高電平輸出.
　　輸入短路:如果兩條平行LVDS電纜或引線短路,即出現連接故障,輸出應為邏輯高電平.
　　同時,設計人員還希望即使在噪聲環境下也具有強大的失效保護功能,并要求它對正常狀態下的LVDS工作影響最小,可忽略不計.
　　而對于LVDS失效保護電路方面的問題,我們可以采用內聯通道失效保護電路,內部通道失效保護電路的設計與外部偏置電路類似,只是該電路將R1和R2集成在LVDS接收器內部,使VID的偏移量成為一個內置電壓源.如下圖所示:

　　進行內部通道電路設計時,選取R1和R2的值,使VID的內部偏移量在30mV與50mV之間.即使輸入短路,仍有正的VID偏移,這樣,在上述三種狀態下或需要失效保護時,都能夠將輸出置為邏輯高電平;但同時缺點也是明顯的,比如產生了一個不平衡的接收器門限,使占空比降低,抖動增加.
　　當然,除了內聯通道電路設計模式之外,我們還可以使用外部偏置失效保護電路以及并聯失效保護電路,這三種方式各有千秋,具體選擇則是看用戶實際需求;外部偏置失效保護電路需要使用到外部偏置電阻,同時對PCB設計板也會占用一定空間,同時并聯失效保護電路會造成一定的時延.

　　所以,這所有的失效電路保護方式都存在一定的缺陷,還有待改進;或許未來隨著晶振生產廠商的生產技術提升,會出現相應問題的解決方案,但是目前我們只能就實際問題對LVDS低壓差分信號設置失效保護電路,以確保輸出信號能夠正常提供支持.
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