SiTime差分晶振的LVDS、LVPECL、HCSL、CML模式相互转换介绍

2021-09-03 13:39:27 1 0 0

    差分晶振一般用在高速数据传输场合,常见的有LVDS、LVPECL、HCSL、CML等多种模式。这些差分技术都有差分信号抗干扰性及抑制EMI的优点,但在性能、功耗和应用场景上有很大的区别。下图列举了最常用的几种差分信号技术和它们的主要参数。




    下面讲一讲各信号模式之间的转换:


    LVPECL到CML的转换


    如图1所示,在LVPECL驱动器输出端向GND处放置一个150Ω的电阻对于开路发射极提供直流偏置以及到GND的直流电流路径至关重要。为了将800mV LVPECL摆幅衰减到400mV的CML摆幅,需在150Ω电阻之后放置一个50Ω的衰减电阻(RA),以衰减LVPECL摆幅电平的一半。另外,必须确认CML接收器输入内部的自偏置。如果CML输入端的自偏置不存在,则必须在PCB上放置50Ω的端接电阻到VCC,用于CML偏置和传输线端接。



图1.LVPECL到CML的转换



    LVPECL到LVDS的转换


    在LVPECL驱动器输出端向GND放置一个150Ω电阻,对于开路发射极提供直流偏置以及到GND的直流电流路径至关重要(图2)。为了将800mV LVPECL摆幅衰减到325 mV LVDS摆幅,必须在150Ω电阻器之后放置一个70Ω的衰减电阻。应在LVDS接收器前面放置一个10nF交流耦合电容,以阻止来自LVPECL驱动器的直流电平。LVDS输入需要重新偏置,可以通过向GND放置8.7KΩ电阻连接到3.3V和5KΩ电阻到GND来实现LVDS接收器输入共模的1.2V直流电平。如果LVDS接收器差分输入引脚上已经存在有100Ω电阻,则不需要外部100Ω电阻。



图2.LVPECL到LVDS的转换


    LVPECL到HCSL的转换


    如图3所示,在LVPECL驱动器输出端向GND放置一个150Ω电阻对于开路发射极提供直流偏置以及到GND的直流电流路径至关重要。为了将800mV的LVPECL摆幅衰减到700mV的HCSL摆幅时,必须在150Ω电阻之后放置一个衰减电阻(RA =8Ω)。应在HCSL接收器前面放置一个10nF交流耦合电容,以阻止来自LVPECL驱动器的直流电平。放置交流耦合电容后,HCSL输入需要重新偏置,可以通过将470Ω电阻连接3.3V和56Ω电阻到GND上来实现HCSL接收机输入共模的350 mV直流电平。



图3.LVPECL到HCSL的转换


    HCSL到LVDS的转换


    在图4中,每个HCSL输出引脚在0和14mA之间切换。当一个输出引脚为低电平(0)时,另一个为高电平(驱动14mA)。HCSL驱动器的等效负载电阻为48Ω,与50Ω并联,相当于23.11Ω。LVDS输入的摆幅为14mAx23.11Ω= 323mV。应在LVDS接收器前放置一个10nF交流耦合电容,以阻止来自HCSL驱动器的直流电平。放置交流耦合电容后,LVDS输入需要重新偏置,可以通过将一个8.7KΩ电阻连接到3.3V和5KΩ电阻连接到GND来实现LVDS接收器输入共模的1.2V直流电平。如果LVDS接收器差分输入引脚上已经存在有100Ω电阻,则不需要外部100Ω电阻。



图4.HCSL到LVDS的转换


    HCSL到CML的转换


    在图5中,每个HCSL输出引脚在0和14mA之间切换, 当一个输出引脚为低电平(0)时,另一个为高电平(驱动14mA)。HCSL驱动器的等效负载电阻为68Ω,与50Ω电阻并联,相当于28.81Ω。CML输入的摆幅为14mAx28.81Ω= 403mV。 应在CML接收器前面放置一个10nF交流耦合电容,以阻止来自HCSL驱动器的直流电平。另外,必须确认CML接收器输入内部的自偏置。如果没有CML输入端的自偏置,则必须在CML偏置和传输线端接的PCB上放置一个50Ω的端接电阻到VCC。




图5.HCSL到CML的转换



    LVDS到CML的转换


    LVDS输出通过100Ω电阻终端驱动±3.5mA电流,在CML接收器前面产生350mV摆幅电平(图6)。因为CML的标准摆幅是400mV,所以CML接收器能够接收350mV摆幅电平。此外,还必须确认CML接收器输入内部的自偏置。如果CML输入端的自偏置不存在,则必须在PCB上放置一个50Ω的电阻到VCC,用于CML偏置和传输线端接。




图6.LVDS到CML的转换



点赞
微信分享
链接分享
关注“晶圆电子”视频号
关注视频号查看产品培训视频