交流耦合 差分传输 资料
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
输入失效检测
一些 LVDS 器件在其输入端带有失效检测电路。失效检测电路用于识别输入故障,假如检测 到故障则关闭输出驱动器,MAX9180 低噪声 LVDS 转接器提供了一个此类设计的范例,如 图 5 所示。假如交流耦合 LVDS 连接用在该电路中,戴维宁输入端接方式是必须的。不采用 这种方式会使输入端的电压几乎等于 VCC,这将超出 LVDS 器件的共模电压范围。
电平转换
LVDS (低压差分信号)逻辑输入是众多现有逻辑标准的一种。只要信号源可以为 LVDS 输入 提供足够的幅度,典型值为差分 100mVP-P,采用交流耦合就可以提供所需的电平转换。图 1 描述了一个负压 ECL 逻辑经交流耦合后将信号转换到 LVDS 逻辑的电路图。
图 1. ECL 至 LVDS 电平转换配置
优化共模电压
交流耦合 LVDS 的另外一个优点是允许接收 IC 设置其最优的共模电压。图 2 展示了一个典 型的 LVDS 输入电路,MAX9248。内部基准电压,通常为 1.2V,为两个高阻端接电阻提供 偏置。如果输入是交流耦合,接收 IC 可以将允许共模电压设置为内部的偏置电平。
图 2. LVDS 输入偏置电路
技Байду номын сангаас考虑
对于交流耦合,应关注的问题之一是电容通常比较大—220µF 或者更大。这是因为电容和 150Ω 负载(反向端接电阻和输入端接电阻之和)形成的极点频率应 远远低于帧频(25Hz 或 30Hz)。一只 220µF 的电容器形成 5Hz 的极点频率,这很难满足性能要求。广播设备通常都 使用 2200µF 的电容。图 4 给出了采用 220µF 电容时交流耦合输出的高通响应特性。
概述
在设计模拟视频电路时,是否对输出进行交流耦合除了取决于技术和成本因素外,同样还取 决于公司规定和行业标准。交流耦合输出电路包括一个串联电容(图 1a),而直流耦合输出电 路则没有这个电容(图 1b)。由于在输出通道增加一个电容将导致成本提高、空间增大以及视 频信号失真等问题,因此不熟悉视频输出电路的设计人员会很困惑。然而,由于历史、技术 或经济因素的影响,怎样选择耦合方式可能已无悬念。
交流耦合
交流耦合(AC Coupling)就是通过隔直电容耦合,去掉了直流分量 直流耦合(DC Coupling)就是直通,交流直流一起过,并不是去掉了交流分 量。 比如在 3V 的直流电平上叠加一个 1Vpp 的弦波,如果用直流耦合,看到的是 以 3V 为基准,+/-0.5V 的正弦波;如果用交流耦合,看到的是以 0V 为基准, +/-0.5V 的正弦波。
电容选择
选择电容时需要考虑几个因素。
数值
LVDS 链路交流耦合电容的选择与一系列的参数相关,包括: • 输出驱动电平 • 输入门限电平 • 负载阻抗 • 电缆长度 • 最长的脉冲周期
标准的 LVDS 输出驱动电平通常定义为最小 250mV,且输入电平门限定义为最大 100mV。 因此,确保有效电平值的最大衰减量(ATT)为:
图 6. 三种输入级类型:a) 现代电视机,b) 极性电容,c) PNP 射极跟随器 电视设计中存在的主要问题是,在输入级设计上从来没有一个被普遍采纳的解决方案。历史 上,大量电视机都采用不同的输入级,无论信号来自交流或直流耦合信号 源,都可能使某 些电视机出现问题。有这么多种不同类型的接收设备,要实现普遍兼容性是不可能的。基于 成本考虑,占信号发送设备绝大多数的低端视频信号源都 采用直流耦合输出。
DirectDrive 解决方案
Maxim 为打算采用交流耦合视频输出的设计工程师提供了 DirectDrive 技术,这种技术可省 掉大容量输出耦合电容。MAX9503 是 Maxim 公司第一款整合 DirectDrive 技术的视频器件(图 7)。
图 7. MAX9503 功能框图及其典型的输入和输出波形 MAX9503 对标清视频信号进行滤波和放大。MAX9503 的输入可直接与视频数模转换器 (DAC)的输出相连。内部重建滤波器可平滑阶跃和减小 DAC 视频信号上的毛刺。MAX9503 可将视频信号平移至较低电压,从而使输出端的消隐电平逼近地电平。DirectDrive 需要一个 集成的电荷泵和线性稳压器产生一个干净的负电源电压,从而将同步脉冲驱动至地电平以 下。电荷泵在视频输出端注入的噪声极小,画面看起来毫无瑕疵。 图 8 所示为输入到 MAX9503 的 Regulate 视频测试信号。请留意,输出波形的消隐电平被保 持在地电平附近,而且没有场失真现象。这 与图 1a 给出的普通交流耦合波形构成鲜明对比。
换句话说,由直流电阻产生的衰减、交流衰减以及电容耦合衰减的总合必须小于-8dB。两端 差分负载阻抗通常为 100Ω,分析电缆长度时需要同时考虑电缆的交流和直流衰减以及连接 器阻抗导致的衰减。
最后,还必须考虑数据本身,LVDS 连接可以传输的最大脉冲宽度取决于工作频率和数据传 输协议对连续 1 (或 0)的数量限制。
对于具体应用,精确的计算可能过于棘手,也可以简单选用 0.1µF 电容,能够满足大多数应 用的要求。当数据速率降到 10MHz 以下或采用更长的电缆时(例如:> 5m),需要重新核实 电容值,也可以通过计算、仿真或实际测量获取电容值。
电压和介质
电容的工作电压应远大于出现故障状况时的最大峰值电压。在汽车电子应用中,峰值故障电 压是 18V。一般不需要将故障条件下的电压加倍,例如:将电池电压加倍或考虑甩负载电压。
题在于:频率低于极点频率时信号会被衰减,电容越小,极点频率越高。SAG 补偿提升了 低频响应,从而可补偿低频衰减(图 5)。低频时,电容器视为开路,低频增益近似为 6。高 频时,电容器近似短路,高频增益为 2。
图 5. 带 SAG 补偿的 MAX4090 视频驱动器 在消费类电子行业中,降低成本的需求非常强烈,对于小型设备而言,微型化的压力同样很 大。各厂商,甚至包括一些在视频设备设计领域具有悠久历史的制造商, 目前都在选用直 流耦合视频连接方式(图 1b)。值得注意的是,采用直流耦合输出的主要区别是输出信号具有 一个正的直流偏置,这是因为大多数系统都省去了负 电源。放大器要保持在线性模式下, 输出信号必须偏置在地和正电源之间。 试图将交流耦合输出变为直流耦合输出时,设计工程师应考虑其兼容性。大多数设备与两种 输出方式都兼容,但是仍有少数设备不兼容交流耦合输出,另有少数设备不兼容直流耦合输 出。图 6a 给出了现代电视的一种输入级电路。视频信号被交流耦合至直流恢复电路,因此, 输入视频信号可以具有任意直流偏置。该输入电路兼容交流耦合和直流耦合视频信号源。图 6b 所示的输入级采用了一个极性电容。如果输入视频信号的直流偏置太高,那么就可能会 损坏极性电容。当信号来自直流耦合信号源时,图 6b 的输入级就可能会产生问题。图 6c 所示的输入级采用了 PNP 射极跟随器。如果输入信号幅度太低,那么 PNP 射极跟随器会达 到饱和。因此,直流耦合视频信号源会使 PNP 射极跟随器达到饱和,尤其当信号源的地低 于接收机的地时更是如此。
图 3. NPN 射极跟随器驱动视频输出 当前的集成视频放大器具有坚固的短路保护电路,因此发生短路时也不会损坏。尽管如此, 在一些公司,特别是那些在视频设备制造领域具有悠久历史的公司,使用电容已经成为惯例。 设计工程师有可能会被告知,必须要增加一个电容,以符合公司规定。 此外,行业标准也会隐含地要求设计工程师使用电容。日本电子信息技术产业协会(JEITA) 规定,无视频信号时视频输出连接器的电压值应小于 100mV (图 3)。如果 NPN 管射极的标 称直流偏置电压为 4V,那么当不 接电容和泄漏电阻时,输出连接器的电压也会接近 4V。 因此,满足 JEITA 规范的最简单方法就是增加一个电容和接地电阻。
交流耦合链路故障排查
通过交流耦合的 LVDS 链路传输数据必须是直流平衡,这意味着所传输的 0 和 1 的数目接近 相等。具有 50%占空比的时钟信号本身就是直流平衡。很多数据编码算法,如曼彻斯特编 码,也提供直流平衡数据流。图 4 展示了一个非直流平衡连接的波形。
图 4. 非直流平衡交流耦合 LVDS 连接 图 4 中上部的曲线红色和蓝色反映了 20%占空比码流的单端测量结果。下部曲线绿色是一 个互补和真实信号的差分测量结果。差分测量结果不以 0V 位置为中心。仔细分析显示,每 一半波形的面积相等。交流耦合连接无法传输任何直流电流,这种情况下,负端偏移恰恰小 于 100mV,满足不了 LVDS 最小输入电平的要求。
图 5. LVDS 失效检测电路
应用笔记 3768
对视频信号进行交流耦合还是直流耦 合?
摘要:本文阐述了选择交流或直流耦合视频输出时所要考虑的历史、技术以及成本因素。 Maxim 的 DirectDrive®视频技术结合了交流耦合连接的优点和直流耦合连接的简易性。通过 本文的介绍,设计工程师更容易确定在今后的项目应用中采用哪种视频输出类型。
图 4. 使用 220µF 电容进行交流耦合视频连接时的频率响应 随着具有视频输出功能的小型便携式设备的出现,基于空间和成本等因素的考虑,不允许使 用大容量的交流耦合电容。SAG 补偿(图 5)在保持交流耦合的同时,减小了电路板空间并降 低了成本。标准连接方式下 b 个大电容用两个较小的电容替代。使用单个交流耦合电容的问
过压保护
LVDS 信号在汽车电子的串行-解串(SerDes)链路中总是采用交流耦合,因为这种配置可以 防止汽车电池短路。对于任何通过电源配线槽的信号线,一个基本要求是必须能够忍受与电 池电压短路而不损坏。采用交流耦合的 LVDS 链路,当耦合电容充电到电池电压时,仅仅会 有一个短暂的大电流脉冲。电流的幅度峰值是短路时实际阻抗的函数。电流毛刺的持续时间 是耦合电容以及 LVDS 输入输出保护结构的函数。虽然 SerDes 链路在短路时并不工作,但 当短路故障解除后可恢复工作。
MAXIM 应用笔记 4085
交流耦合的优点
摘要:本应用笔记介绍了交流耦合 LVDS 链路的优势,文章提供了电容选择的注意事项,并 讨论了端接拓扑。
概述
使用电容实现 LVDS 数据连接的交流耦合有很多益处,比如电平转换,去除共模误差以及避 免输入电压故障的发生。本文不仅介绍了电容的适当选型,也为和终端拓扑提供指导,同时 也讨论了共模故障分析的问题。
使用 X5R、X7R 或类似介质的电容,避免使用那些电压或温度系数有明显变化的介质电容, 如 Y5V 或 Z5U。
端接拓扑
端接拓扑可以从三个主要电路中选择:(1) 纯差分,(2) 中心抽头差分,(3) 戴维宁端接,图
3 给出了这三个电路。
图 3. LVDS 端接电路 纯差分是最常用的配置,且在良好屏蔽环境中用于信号端接可以提供很好的工作性能。中心 抽头的差分端子将 100Ω 分为两个 50Ω 电阻,且在中心抽头位置使用 旁路电容。由于任何 耦合到 LVDS 线对上的共模能量对地都有一个低阻通路,这种方式在噪声环境下工作很好。 纯差分和中心抽头差分端接必须用于包含内部偏置 的 LVDS 输入电路。 如果 LVDS 接收器不提供内部偏置,且输入信号为交流耦合,则必须使用戴维宁端接。所选 电阻必须使每条线上的戴维宁等效电阻为 50Ω,且每条线的戴维宁等效电压为 1.2V,图 4 数值工作于 3.3V 电源。
图 2a. Regulate 视频测试信号的白屏显示
图 2b. Regulate 视频测试信号也为黑屏显示
交流耦合的传统用途
既然交流耦合存在缺点,为什么还一直在使用呢?原因很简单,就是为了起到保护作用。图 3 为集成电路还没有广泛使用前所采用的一种简单视频输出电路。万一输出连接器短路至地 或电源电压,电容器可防止 NPN 晶体管损坏。
图 1a. 交流耦合输出电路
图 1b. 直流耦合输出电路
交流耦合输出与直流耦合输出
图 1a¹给出了交流耦合输出时的输入波形和输出波形。需要注意的是,输出波形相对于输入 波形会向上或向下“倾斜”。因此,这种场失真称为“场倾斜”。图 1b²中的示波器迹线为直流 耦合输出。注意,在这种情况下没有场倾斜。采用的 NTSC 视频测试信号称为“Regulate”。 图 2a 为测试信号的白色部分在视频监视器上的显示情况。图 2b 为测试信号的黑色部分在 视频监视器上的显示情况。显示白屏和黑屏时,Regulate 视频测试信号均在显示区域的边界 绘出一个白色边框。
一些 LVDS 器件在其输入端带有失效检测电路。失效检测电路用于识别输入故障,假如检测 到故障则关闭输出驱动器,MAX9180 低噪声 LVDS 转接器提供了一个此类设计的范例,如 图 5 所示。假如交流耦合 LVDS 连接用在该电路中,戴维宁输入端接方式是必须的。不采用 这种方式会使输入端的电压几乎等于 VCC,这将超出 LVDS 器件的共模电压范围。
电平转换
LVDS (低压差分信号)逻辑输入是众多现有逻辑标准的一种。只要信号源可以为 LVDS 输入 提供足够的幅度,典型值为差分 100mVP-P,采用交流耦合就可以提供所需的电平转换。图 1 描述了一个负压 ECL 逻辑经交流耦合后将信号转换到 LVDS 逻辑的电路图。
图 1. ECL 至 LVDS 电平转换配置
优化共模电压
交流耦合 LVDS 的另外一个优点是允许接收 IC 设置其最优的共模电压。图 2 展示了一个典 型的 LVDS 输入电路,MAX9248。内部基准电压,通常为 1.2V,为两个高阻端接电阻提供 偏置。如果输入是交流耦合,接收 IC 可以将允许共模电压设置为内部的偏置电平。
图 2. LVDS 输入偏置电路
技Байду номын сангаас考虑
对于交流耦合,应关注的问题之一是电容通常比较大—220µF 或者更大。这是因为电容和 150Ω 负载(反向端接电阻和输入端接电阻之和)形成的极点频率应 远远低于帧频(25Hz 或 30Hz)。一只 220µF 的电容器形成 5Hz 的极点频率,这很难满足性能要求。广播设备通常都 使用 2200µF 的电容。图 4 给出了采用 220µF 电容时交流耦合输出的高通响应特性。
概述
在设计模拟视频电路时,是否对输出进行交流耦合除了取决于技术和成本因素外,同样还取 决于公司规定和行业标准。交流耦合输出电路包括一个串联电容(图 1a),而直流耦合输出电 路则没有这个电容(图 1b)。由于在输出通道增加一个电容将导致成本提高、空间增大以及视 频信号失真等问题,因此不熟悉视频输出电路的设计人员会很困惑。然而,由于历史、技术 或经济因素的影响,怎样选择耦合方式可能已无悬念。
交流耦合
交流耦合(AC Coupling)就是通过隔直电容耦合,去掉了直流分量 直流耦合(DC Coupling)就是直通,交流直流一起过,并不是去掉了交流分 量。 比如在 3V 的直流电平上叠加一个 1Vpp 的弦波,如果用直流耦合,看到的是 以 3V 为基准,+/-0.5V 的正弦波;如果用交流耦合,看到的是以 0V 为基准, +/-0.5V 的正弦波。
电容选择
选择电容时需要考虑几个因素。
数值
LVDS 链路交流耦合电容的选择与一系列的参数相关,包括: • 输出驱动电平 • 输入门限电平 • 负载阻抗 • 电缆长度 • 最长的脉冲周期
标准的 LVDS 输出驱动电平通常定义为最小 250mV,且输入电平门限定义为最大 100mV。 因此,确保有效电平值的最大衰减量(ATT)为:
图 6. 三种输入级类型:a) 现代电视机,b) 极性电容,c) PNP 射极跟随器 电视设计中存在的主要问题是,在输入级设计上从来没有一个被普遍采纳的解决方案。历史 上,大量电视机都采用不同的输入级,无论信号来自交流或直流耦合信号 源,都可能使某 些电视机出现问题。有这么多种不同类型的接收设备,要实现普遍兼容性是不可能的。基于 成本考虑,占信号发送设备绝大多数的低端视频信号源都 采用直流耦合输出。
DirectDrive 解决方案
Maxim 为打算采用交流耦合视频输出的设计工程师提供了 DirectDrive 技术,这种技术可省 掉大容量输出耦合电容。MAX9503 是 Maxim 公司第一款整合 DirectDrive 技术的视频器件(图 7)。
图 7. MAX9503 功能框图及其典型的输入和输出波形 MAX9503 对标清视频信号进行滤波和放大。MAX9503 的输入可直接与视频数模转换器 (DAC)的输出相连。内部重建滤波器可平滑阶跃和减小 DAC 视频信号上的毛刺。MAX9503 可将视频信号平移至较低电压,从而使输出端的消隐电平逼近地电平。DirectDrive 需要一个 集成的电荷泵和线性稳压器产生一个干净的负电源电压,从而将同步脉冲驱动至地电平以 下。电荷泵在视频输出端注入的噪声极小,画面看起来毫无瑕疵。 图 8 所示为输入到 MAX9503 的 Regulate 视频测试信号。请留意,输出波形的消隐电平被保 持在地电平附近,而且没有场失真现象。这 与图 1a 给出的普通交流耦合波形构成鲜明对比。
换句话说,由直流电阻产生的衰减、交流衰减以及电容耦合衰减的总合必须小于-8dB。两端 差分负载阻抗通常为 100Ω,分析电缆长度时需要同时考虑电缆的交流和直流衰减以及连接 器阻抗导致的衰减。
最后,还必须考虑数据本身,LVDS 连接可以传输的最大脉冲宽度取决于工作频率和数据传 输协议对连续 1 (或 0)的数量限制。
对于具体应用,精确的计算可能过于棘手,也可以简单选用 0.1µF 电容,能够满足大多数应 用的要求。当数据速率降到 10MHz 以下或采用更长的电缆时(例如:> 5m),需要重新核实 电容值,也可以通过计算、仿真或实际测量获取电容值。
电压和介质
电容的工作电压应远大于出现故障状况时的最大峰值电压。在汽车电子应用中,峰值故障电 压是 18V。一般不需要将故障条件下的电压加倍,例如:将电池电压加倍或考虑甩负载电压。
题在于:频率低于极点频率时信号会被衰减,电容越小,极点频率越高。SAG 补偿提升了 低频响应,从而可补偿低频衰减(图 5)。低频时,电容器视为开路,低频增益近似为 6。高 频时,电容器近似短路,高频增益为 2。
图 5. 带 SAG 补偿的 MAX4090 视频驱动器 在消费类电子行业中,降低成本的需求非常强烈,对于小型设备而言,微型化的压力同样很 大。各厂商,甚至包括一些在视频设备设计领域具有悠久历史的制造商, 目前都在选用直 流耦合视频连接方式(图 1b)。值得注意的是,采用直流耦合输出的主要区别是输出信号具有 一个正的直流偏置,这是因为大多数系统都省去了负 电源。放大器要保持在线性模式下, 输出信号必须偏置在地和正电源之间。 试图将交流耦合输出变为直流耦合输出时,设计工程师应考虑其兼容性。大多数设备与两种 输出方式都兼容,但是仍有少数设备不兼容交流耦合输出,另有少数设备不兼容直流耦合输 出。图 6a 给出了现代电视的一种输入级电路。视频信号被交流耦合至直流恢复电路,因此, 输入视频信号可以具有任意直流偏置。该输入电路兼容交流耦合和直流耦合视频信号源。图 6b 所示的输入级采用了一个极性电容。如果输入视频信号的直流偏置太高,那么就可能会 损坏极性电容。当信号来自直流耦合信号源时,图 6b 的输入级就可能会产生问题。图 6c 所示的输入级采用了 PNP 射极跟随器。如果输入信号幅度太低,那么 PNP 射极跟随器会达 到饱和。因此,直流耦合视频信号源会使 PNP 射极跟随器达到饱和,尤其当信号源的地低 于接收机的地时更是如此。
图 3. NPN 射极跟随器驱动视频输出 当前的集成视频放大器具有坚固的短路保护电路,因此发生短路时也不会损坏。尽管如此, 在一些公司,特别是那些在视频设备制造领域具有悠久历史的公司,使用电容已经成为惯例。 设计工程师有可能会被告知,必须要增加一个电容,以符合公司规定。 此外,行业标准也会隐含地要求设计工程师使用电容。日本电子信息技术产业协会(JEITA) 规定,无视频信号时视频输出连接器的电压值应小于 100mV (图 3)。如果 NPN 管射极的标 称直流偏置电压为 4V,那么当不 接电容和泄漏电阻时,输出连接器的电压也会接近 4V。 因此,满足 JEITA 规范的最简单方法就是增加一个电容和接地电阻。
交流耦合链路故障排查
通过交流耦合的 LVDS 链路传输数据必须是直流平衡,这意味着所传输的 0 和 1 的数目接近 相等。具有 50%占空比的时钟信号本身就是直流平衡。很多数据编码算法,如曼彻斯特编 码,也提供直流平衡数据流。图 4 展示了一个非直流平衡连接的波形。
图 4. 非直流平衡交流耦合 LVDS 连接 图 4 中上部的曲线红色和蓝色反映了 20%占空比码流的单端测量结果。下部曲线绿色是一 个互补和真实信号的差分测量结果。差分测量结果不以 0V 位置为中心。仔细分析显示,每 一半波形的面积相等。交流耦合连接无法传输任何直流电流,这种情况下,负端偏移恰恰小 于 100mV,满足不了 LVDS 最小输入电平的要求。
图 5. LVDS 失效检测电路
应用笔记 3768
对视频信号进行交流耦合还是直流耦 合?
摘要:本文阐述了选择交流或直流耦合视频输出时所要考虑的历史、技术以及成本因素。 Maxim 的 DirectDrive®视频技术结合了交流耦合连接的优点和直流耦合连接的简易性。通过 本文的介绍,设计工程师更容易确定在今后的项目应用中采用哪种视频输出类型。
图 4. 使用 220µF 电容进行交流耦合视频连接时的频率响应 随着具有视频输出功能的小型便携式设备的出现,基于空间和成本等因素的考虑,不允许使 用大容量的交流耦合电容。SAG 补偿(图 5)在保持交流耦合的同时,减小了电路板空间并降 低了成本。标准连接方式下 b 个大电容用两个较小的电容替代。使用单个交流耦合电容的问
过压保护
LVDS 信号在汽车电子的串行-解串(SerDes)链路中总是采用交流耦合,因为这种配置可以 防止汽车电池短路。对于任何通过电源配线槽的信号线,一个基本要求是必须能够忍受与电 池电压短路而不损坏。采用交流耦合的 LVDS 链路,当耦合电容充电到电池电压时,仅仅会 有一个短暂的大电流脉冲。电流的幅度峰值是短路时实际阻抗的函数。电流毛刺的持续时间 是耦合电容以及 LVDS 输入输出保护结构的函数。虽然 SerDes 链路在短路时并不工作,但 当短路故障解除后可恢复工作。
MAXIM 应用笔记 4085
交流耦合的优点
摘要:本应用笔记介绍了交流耦合 LVDS 链路的优势,文章提供了电容选择的注意事项,并 讨论了端接拓扑。
概述
使用电容实现 LVDS 数据连接的交流耦合有很多益处,比如电平转换,去除共模误差以及避 免输入电压故障的发生。本文不仅介绍了电容的适当选型,也为和终端拓扑提供指导,同时 也讨论了共模故障分析的问题。
使用 X5R、X7R 或类似介质的电容,避免使用那些电压或温度系数有明显变化的介质电容, 如 Y5V 或 Z5U。
端接拓扑
端接拓扑可以从三个主要电路中选择:(1) 纯差分,(2) 中心抽头差分,(3) 戴维宁端接,图
3 给出了这三个电路。
图 3. LVDS 端接电路 纯差分是最常用的配置,且在良好屏蔽环境中用于信号端接可以提供很好的工作性能。中心 抽头的差分端子将 100Ω 分为两个 50Ω 电阻,且在中心抽头位置使用 旁路电容。由于任何 耦合到 LVDS 线对上的共模能量对地都有一个低阻通路,这种方式在噪声环境下工作很好。 纯差分和中心抽头差分端接必须用于包含内部偏置 的 LVDS 输入电路。 如果 LVDS 接收器不提供内部偏置,且输入信号为交流耦合,则必须使用戴维宁端接。所选 电阻必须使每条线上的戴维宁等效电阻为 50Ω,且每条线的戴维宁等效电压为 1.2V,图 4 数值工作于 3.3V 电源。
图 2a. Regulate 视频测试信号的白屏显示
图 2b. Regulate 视频测试信号也为黑屏显示
交流耦合的传统用途
既然交流耦合存在缺点,为什么还一直在使用呢?原因很简单,就是为了起到保护作用。图 3 为集成电路还没有广泛使用前所采用的一种简单视频输出电路。万一输出连接器短路至地 或电源电压,电容器可防止 NPN 晶体管损坏。
图 1a. 交流耦合输出电路
图 1b. 直流耦合输出电路
交流耦合输出与直流耦合输出
图 1a¹给出了交流耦合输出时的输入波形和输出波形。需要注意的是,输出波形相对于输入 波形会向上或向下“倾斜”。因此,这种场失真称为“场倾斜”。图 1b²中的示波器迹线为直流 耦合输出。注意,在这种情况下没有场倾斜。采用的 NTSC 视频测试信号称为“Regulate”。 图 2a 为测试信号的白色部分在视频监视器上的显示情况。图 2b 为测试信号的黑色部分在 视频监视器上的显示情况。显示白屏和黑屏时,Regulate 视频测试信号均在显示区域的边界 绘出一个白色边框。