用電容實現(xiàn)LVDS連接交流耦合的設(shè)計分析

2．電壓和介質(zhì)

電容的工作電壓應(yīng)遠大于出現(xiàn)故障狀況時的最大峰值電壓。在汽車電子應(yīng)用中，峰值故障電壓是18V。一般不需要將故障條件下的電壓加倍，例如：將電池電壓加倍或考慮甩負(fù)載電壓。

使用X5R、X7R或類似介質(zhì)的電容，避免使用那些電壓或溫度系數(shù)有明顯變化的介質(zhì)電容，如Y5V或Z5U。

端接拓?fù)?p>端接拓?fù)淇梢詮娜齻€主要電路中選擇：(1)純差分，(2)中心抽頭差分，(3)戴維寧端接。圖3給出了這三個電路，純差分是最常用的配置，且在良好屏蔽環(huán)境中用于信號端接可以提供很好的工作性能。中心抽頭的差分端子將100Ω分為兩個50Ω電阻，且在中心抽頭位置使用旁路電容。由于任何耦合到 LVDS線對上的共模能量對地都有一個低阻通路，這種方式在噪聲環(huán)境下工作很好。純差分和中心抽頭差分端接必須用于包含內(nèi)部偏置的LVDS輸入電路。

如果LVDS接收器不提供內(nèi)部偏置，且輸入信號為交流耦合，則必須使用戴維寧端接。所選電阻必須使每條線上的戴維寧等效電阻為50Ω，且每條線的戴維寧等效電壓為1.2V，圖5數(shù)值工作于3.3V電源。

圖5：非直流平衡的交流耦合LVDS連接。

交流耦合鏈路故障排查

通過交流耦合的LVDS鏈路傳輸數(shù)據(jù)必須是直流平衡，這意味著所傳輸?shù)?和1的數(shù)目接近相等。具有50%占空比的時鐘信號本身就是直流平衡。很多數(shù)據(jù)編碼算法，如曼徹斯特編碼，也提供直流平衡數(shù)據(jù)流。圖5展示了一個非直流平衡連接的波形。

圖5中上部的曲線(紅色和藍色)反映了20%占空比碼流的單端測量結(jié)果。下部曲線(綠色)是一個互補和真實信號的差分測量結(jié)果。差分測量結(jié)果不以 0V位置為中心。仔細分析顯示，每一半波形的面積相等。交流耦合連接無法傳輸任何直流電流，這種情況下，負(fù)端偏移恰恰小于100 mV，滿足不了LVDS最小輸入電平的要求。

輸入故障檢測

一些LVDS器件在其輸入端帶有故障檢測電路。故障檢測電路用于識別輸入故障，假如檢測到故障則關(guān)閉輸出驅(qū)動器，圖6給出了一個典型電路。假如交流耦合LVDS連接用在該電路中，戴維寧輸入端接方式是必須的。不采用這種方式會使輸入端的電壓幾乎等于VCC，這將超出LVDS器件的共模電壓范圍。

圖6：LVDS故障檢測電路。