NIM-LVDS电平适配器设计与测试-论文
技术报告_lvds差分电平标准技术报告_V1.0_20160329
LVDS电平标准技术报告版本：V1.0作者：贾兴刚日期：2016-3-29最后修改：2016-3-29共15页，第2页1概述1.1 1.1LVDS简介现在的液晶显示屏普遍采用LVDS接口。
LVDS（LowVoltageDifferentialSignal）即低电压差分信号，LVDS接口又称RS644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。
最基本的LVDS器件就是LVDS驱动器和接收器。
LVDS的驱动器由驱动差分线对的电流源组成，电流通常为3.5mA。
LVDS接收器具有很高的输入阻抗，因此驱动器输出的大部分电流都流过100Ω的匹配电阻，并在接收器的输入端产生大约350mV的电压。
当驱动器翻转时，它改变流经电阻的电流方向，因此产生有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。
LVDS技术在两个标准中被定义：ANSI/TIA/EIA644(1995年11月通过)和IEEEP1596.3(1996年3月通过)。
这两个标准中都着重定义了LVDS的电特性，包括：①低摆幅（约为350mV）。
低电流驱动模式意味着可实现高速传输。
ANSI/TIA/EIA644建议了655Mb/s的最大速率和1.923Gb/s的无失真通道上的理论极限速率。
LVDS传输支持速率一般在155Mbps（大约为77MHZ）以上。
②低压摆幅。
恒流源电流驱动，把输出电流限制到约为3.5mA左右，使跳变期间的尖峰干扰最小，因而产生的功耗非常小。
这允许集成电路密度的进一步提高，即提高了PCB板的效能，减少了成本。
③具有相对较慢的边缘速率（dV/dt约为0.300V/0.3ns,即为1V/ns）,同时采用差分传输形式，使其信号噪声和EMI都大为减少，同时也具有较强的抗干扰能力。
所以，LVDS具有高速、超低功耗、低噪声和低成本的优良特性。
LVDS的应用模式①单向点对点（pointtopoint），这是典型的应用模式。
②双向点对点（pointtopoint），能通过一对双绞线实现双向的半双工通信。
《应用于LVDS的锁相环电路研究》
《应用于LVDS的锁相环电路研究》一、引言随着现代电子技术的飞速发展，数据传输速率的要求日益提高，低电压差分信号传输（LVDS）技术因其低功耗、高速度和低噪声的特性，在高速数据传输领域得到了广泛应用。
锁相环（PLL）电路作为LVDS系统中的关键部分，其性能的优劣直接影响到整个系统的稳定性和传输质量。
因此，对应用于LVDS的锁相环电路进行研究具有重要的现实意义。
二、锁相环电路的基本原理锁相环电路是一种闭环相位控制系统，主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成。
其基本原理是通过鉴相器比较输入信号和压控振荡器输出的信号之间的相位差，将相位差转换为电压或电流信号，经过环路滤波器的滤波后，控制压控振荡器的频率和相位，使输出信号的相位与输入信号的相位保持一致。
三、LVDS中锁相环电路的应用在LVDS系统中，锁相环电路主要用于实现数据的同步传输。
由于LVDS采用差分信号传输方式，要求发送端和接收端之间的时钟信号必须保持严格的同步。
锁相环电路通过捕获输入信号的相位信息，将其与压控振荡器输出的信号进行比对和调整，从而保证数据的准确传输。
四、应用于LVDS的锁相环电路设计要点在应用于LVDS的锁相环电路设计中，需要注意以下几个要点：1. 输入范围和稳定性：设计时应考虑到输入信号的范围、频率波动和噪声干扰等因素，确保鉴相器能够准确捕获输入信号的相位信息。
2. 环路滤波器的设计：环路滤波器的作用是滤除鉴相器输出的高频噪声和杂散信号，为压控振荡器提供稳定的控制信号。
设计时需要考虑滤波器的带宽、阶数和稳定性等因素。
3. 压控振荡器的选择：压控振荡器的性能直接影响到锁相环电路的频率和相位调整范围。
选择时需要考虑其频率范围、相位噪声、功耗和稳定性等因素。
4. 电路布局与调试：在电路布局和调试过程中，需要考虑到电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）等问题，确保锁相环电路的稳定性和可靠性。
五、实验结果与分析通过实验验证了应用于LVDS的锁相环电路的有效性和性能。
LVDS原理及设计指南
LVDS原理及设计指南LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种低电压差分传输技术，常用于高速数据通信和时钟分配系统。
它通过使用两条平衡的信号线（一个正极和一个负极）来传输数据，以减少噪音干扰，提供更高的数据传输速率和更低的功耗。
LVDS的原理是将要传输的数据进行编码，然后在发送端将编码后的信号通过一个差分发射器发送出去。
在接收端，差分接收器将接收到的信号进行解码，并还原为原始数据。
差分发射器和差分接收器之间通过两条平衡的信号线相连，使得信号可以在传输过程中保持高的抗干扰能力。
为了实现高速数据传输和低功耗，设计LVDS系统时需要注意以下几点：1.选择合适的传输线：LVDS系统常用的传输线有两对铜排、双绞线和屏蔽电缆。
传输线的选择应根据系统需求和环境条件来确定，以保证信号传输的稳定性和可靠性。
2.保持信号的差分平衡：在设计LVDS系统时，传输线的长度和阻抗应保持一致，以保证差分信号的平衡性。
同时，在PCB设计中，需要采取合适的布线方式，如使用相邻层的信号层和地层进行屏蔽，以减少信号的串扰。
3.电源和地线的设计：为了保证LVDS系统的稳定性和可靠性，需要为差分发射器和差分接收器提供稳定的电源和地线。
一般应采用低噪声的电源和地线设计，并保持电源和地线与传输线相互独立，以防止互相干扰。
4.噪声抑制和滤波措施：在LVDS系统中，噪声干扰是一个常见的问题。
为了减少噪声的影响，可以采用电源滤波器、地线滤波器、抗干扰电容和电感等措施，以有效抑制噪声的干扰。
5.时钟分配的设计：对于需要传输时钟信号的LVDS系统，时钟分配的设计尤为重要。
时钟线应尽量短，以保证时钟信号的稳定性和准确性。
同时，需要采用低噪声的时钟源，并根据时钟分配的延时要求进行恰当的布线和抗干扰措施。
6.PCB设计布局：在LVDS系统的PCB设计中，需要合理规划和布局不同电路模块的位置，以减少信号的干扰和串扰。
《应用于LVDS的锁相环电路研究》
《应用于LVDS的锁相环电路研究》一、引言随着科技的快速发展，现代电子设备在速度、准确性和效率等方面有着更高的需求。
在此背景下，锁相环（PLL）电路因其能够提供精确的频率和相位同步功能，在通信、数据传输和时钟恢复等领域得到了广泛应用。
而LVDS（低电压差分信号）作为一种高速、低噪声的数据传输技术，与锁相环电路的结合更是为高速数据传输提供了可靠的技术支持。
本文将针对应用于LVDS 的锁相环电路进行深入研究。
二、LVDS技术概述LVDS是一种用于高速数据传输的低电压差分信号技术。
其优点包括低功耗、低噪声、高数据速率以及高抗干扰能力等。
LVDS信号传输过程中，通过差分驱动器和接收器将数据以差分形式进行传输，大大提高了数据的稳定性和可靠性。
三、锁相环电路的基本原理锁相环电路是一种能够自动调整输出信号的频率和相位，使其与输入信号保持一致或特定关系的电路。
它主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成。
鉴相器用于检测输入信号与输出信号之间的相位差；环路滤波器则用于滤除鉴相器输出中的高频噪声和干扰，为压控振荡器提供稳定的控制电压；压控振荡器则根据控制电压调整其输出频率和相位。
四、应用于LVDS的锁相环电路设计在LVDS系统中，锁相环电路的作用是恢复和同步接收到的数据时钟信号。
针对LVDS的特殊需求，锁相环电路设计需考虑以下因素：1. 高速性能：为适应LVDS的高速数据传输需求，锁相环电路应具备高速响应和快速锁定能力。
2. 低噪声：LVDS系统要求低噪声信号传输，因此锁相环电路应具备低噪声性能。
3. 稳定性：为保证数据的准确传输，锁相环电路应具有良好的稳定性。
根据上述要求，应用于LVDS的锁相环电路设计可以采取以下策略：五、锁相环电路的硬件设计在设计针对LVDS系统的锁相环电路时，我们需要综合考虑硬件架构和元件选择。
鉴相器是电路的核心部分之一，应选择具有高灵敏度和低噪声特性的鉴相器，以准确检测输入信号与输出信号的相位差。
在软件multisim上设计逻辑电平信号检测电路word精品
逻辑电平信号检测电路实验报告技术指标：测量范围：低电平V L<0.8V，高电平V H>3.5V用1kHZ的音响表示被测信号为高电平；用800kHZ的音响表示被测信号为低电平；当被测信号在0.8~3.5V之间时，不发出音响；输入电阻大于20K Q。
实验目的：逻辑电平测试器综合了数字电路和低频电路两门课的知识要求学生自己设计，并在Multisim 电子工作平台上进行仿真。
培养学生的综合能力，培养学生利用先进工具进行工程设计的能力。
1、理解逻辑电平测试器的工作原理及应用2、掌握用集成运放和555定时器构建逻辑电平测试的方法。
3、掌握逻辑电平测试器的调整和主要性能指标的测试方法。
实验原理：电路可以由五部分组成：输入电路、逻辑状态判断电路、音响电路、发音电路和电源。
原理框图如图所示图2-1测试器的工作原理框图*以上工作原理框图可使用与不同标准的电平的测试，现在以 3.5V的电平为例作介绍，高电平为大于3.5V,低电平为小于0.8V。
实验仪器：Multisim虚拟仪器中的数字运算放大器、555计时器、电阻、电容、示波器、频率计等。
实验内容：vcc图2音调产生电路原理图将图1和图2的U A、U B对应连接在一起即组成完整实验原理图。
实验总结：输入不同检测信号U1 时仿真结果分别如下图3、4、5、6。
(1)U1=0.5V(<0.8V)时仿真结果如下图 3(2)U1=4V(>3.5V)时仿真结果如下图 4(3)U1=2V(0.8V~3.5V之间)时仿真结果如下图 5 ( 4) 无检测信号输入时仿真结果如下图6。
《应用于LVDS的锁相环电路研究》
《应用于LVDS的锁相环电路研究》一、引言随着电子技术的快速发展，高速数据传输在各个领域得到了广泛应用。
作为高速数据传输的重要技术之一，低压差分信号传输（LVDS）以其低功耗、高速度和低噪声的特性，在通信、计算机、医疗和工业控制等领域得到了广泛应用。
锁相环（PLL）电路作为LVDS系统中的关键部分，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，对应用于LVDS的锁相环电路进行研究具有重要的现实意义。
二、锁相环电路的基本原理锁相环电路是一种利用反馈原理实现相位自动跟踪的电路。
它主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成。
鉴相器用于检测输入信号与反馈信号之间的相位差；环路滤波器用于滤除鉴相器输出中的高频噪声和干扰，使控制电压稳定；压控振荡器根据控制电压调整输出信号的频率和相位，以达到锁定相位的目的。
三、应用于LVDS的锁相环电路设计在LVDS系统中，锁相环电路的设计需要考虑到传输速率、功耗、噪声等因素。
因此，设计一款适用于LVDS的锁相环电路，需要从以下几个方面进行考虑：1. 鉴相器的设计：鉴相器是锁相环的核心部分，其性能直接影响到整个系统的性能。
在LVDS系统中，常用的鉴相器有零交鉴相器和边沿鉴相器等。
其中，边沿鉴相器具有较好的抗干扰能力和较高的灵敏度，适用于LVDS系统的高速传输。
2. 环路滤波器的设计：环路滤波器的作用是滤除鉴相器输出中的高频噪声和干扰，使控制电压稳定。
在LVDS系统中，常用的环路滤波器有RC滤波器和数字滤波器等。
其中，数字滤波器具有更高的稳定性和更小的误差，适用于高精度要求的LVDS系统。
3. 压控振荡器的设计：压控振荡器是锁相环的输出部分，其性能直接影响到系统的跟踪性能和锁定时间。
在LVDS系统中，压控振荡器的设计需要考虑到其输出频率的稳定性和相位噪声等因素。
四、锁相环电路的性能分析对于应用于LVDS的锁相环电路，其性能分析主要包括锁定时间、相位噪声、抖动等方面。
基于长线级联的m-lvds总线硬件设计与实现
• 149•在FPGA上实现M-LVDS总线逻辑功能，通过隔离芯片实现总线的对外隔离，再通过总线驱动器实现M-LVDS总线的电平转换。
实现M-LVDS总线的长线传输，需要在背板上做终端匹配和滤波处理，以滤除高频干扰。
级联线使用双绞屏蔽线。
在轨道交通行业中，高速、实时、可靠的数据传输变得越来越重要。
在多种高速串行总线通信的方式中，M-LVDS总线的通信速率可达到200Mbps以上，且隔离后的M-LVDS总线的通信速率可以做到100Mbps以上。
这种高速串行总线还具有多主、实时性强的特点。
但目前，M-LVDS总线基本上都是以背板或短距离插槽形式的载体实现传输线功能，这就限制了需要具有A，B两个冗余系统或扩展系统之间级联的布线长度，从而进一步影响系统功能的实现和可扩展性。
在系统级联的应用中，短距离M-LVDS总线数据传输面临如下问题：1、可扩展性：标准尺寸的机箱，可以插入的电路板数量有限，如果需要插入更多的电路板来实现更多的功能，就无法在固定长度的背板上实现。
而且，如果电路板发热量较大，固定长度背板可以插入电路板的数量变得更少，不可扩展性的缺点变得更明显；2、灵活性：对于二乘二取二架构的系统或需要扩展机箱的系统，如果连接两个机箱的M-LVDS级联线长度太短，在安装到机柜上时就会造成布线长度不够，导致无法安装的问题，这样会限制用户的布局布线；3、成本：通过定制非标准的背板和机箱来延长背板长度，会导致成本升高，且定制产品需要花费更多成本进行测试和验证，同时，管理成本也会相应增加；为了克服上述技术缺陷，本文提供一种实时性强、灵活性高、可靠性高、可扩展的长线级联M-LVDS总线的硬件设计方案，该设计方案通过以下技术要求来实现：（1）提供多块支持M-LVDS总线协议的电路板，电路板上M-LVDS总线接口电路包括隔离电源模块、M-LVDS总线隔离芯片、M-LVDS总线驱动芯片。
通过这些模块实现带隔离的M-LVDS总线接口电路。
基于令牌环的LVDS总线协议设计与实现
0引言在测试测量领域，仪器总线发展经历了从ＣＡＭＡＣ、ＧＰＩＢ总线再到模块化仪器总线。
这类模块化总线常见的有ＶＸＩ、ＰＣＩ／ＰＸＩ、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓ和ＰＸＩＥｘｐｒｅｓｓ总线等［１］。
ＶＸＩ是最早引入模块化仪器概念的总线，它成功地减小了传统仪器系统的尺寸并提高了系统集成化的水平［２］，但由于其价格昂贵及兼容性差，并伴随着基于成熟的ＰＣＩ总线技术的ＰＸＩ总线的推出，ＶＸＩ的市场份额逐渐的在减小。
目前，基于ＰＣ的测试应用对于总线带宽的要求越来越高，即使１３２ＭＢ／ｓ的ＰＣＩ总线带宽也难以满足许多新兴应用的需求，而单通道２５０ＭＢ／ｓ的带宽、多个通道（ｘ１６）最高可达４ＧＢ／ｓ的传输速率的ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓ总线［３，４］的推出使得许多高速的测试应用变成可能。
但是由于其应用开发的复杂性和高成本使得一些需要高速的测试仪器对它只能望而却步。
现今，在测试系统开发中出现的低电压差分信号ＬＶＤＳ［５］的串行通信技术具有超低功耗、低噪声和低成本优良特性，并以时钟和数据恢复技术解决了限制数据传输速率的信号时钟参差问题等优点，大大提高了数据传输的数据率，其最高传输速度达到３．１２５Ｇｂｐｓ，在高速传输中有着愈来愈广泛的应用［６］。
此外，影响测试系统内部通信速率的另一个重要因素是负载数目的不断增多。
令牌环网总线在物理上通过总线将各节点连接，在逻辑上构成逻辑环，具有在多负载下利用率高、公平访问等优越性能，成为解决这一问题的有效途径。
因此，结合ＬＶＤＳ传输技术和令牌环总线两者在高速通信中的优势，构建的系统具有模块硬件设计简单，开发周期短，成本低，传输速率高，且易于扩展的特点，从而成为测试系统中低成本高性能的总线解决方案。
笔者在对某遥测通用测试系统的研基于令牌环的LVDS总线协议设计与实现*单彦虎，甄囯涌，李圣昆（中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原030051）摘要：测试测量领域，总线技术的作用日益突出，而对其要求也越来越高。