低壓差分信號(LVDS)是低功耗、高速、點對點通信的既定 標(biāo)準(zhǔn)(TIA/EIA-644)。它用于在儀器儀表和控制應(yīng)用中通過 背板或短電纜鏈路傳輸大量數(shù)據(jù)，或分配高速時鐘至應(yīng)用 電路的不同部分。

圖1所示電路表示LVDS接口的隔離。隔離LVDS接口的好處 有：保護(hù)器件免受故障影響(安全隔離)，以及增加魯棒性 (功能隔離)。

ADuM3442為 ADN4663 LVDS驅(qū)動器的邏輯輸入以及 ADN4664LVDS驅(qū)動器的邏輯輸出提供數(shù)字隔離。除了使用 ADuM5000提供隔離式電源，在工業(yè)和儀器儀表應(yīng)用中隔離LVDS鏈路還面臨著許多挑戰(zhàn)，包括：

• 邏輯信號與LVDS驅(qū)動器/接收器隔離、確保電路總線端的標(biāo)準(zhǔn)LVDS通信。
• 高度集成的隔離僅使用兩個額外的寬體SOIC器件(ADuM3442和ADuM5000)來隔離標(biāo)準(zhǔn)LVDS器件(ADN4663和ADN4664)。
• 與傳統(tǒng)隔離(光耦合器)相比功耗更低。LVDS應(yīng)用的特性之一是低功耗工作。
• 多通道隔離。LVDS應(yīng)用中，使用并行通道以盡量增大數(shù)據(jù)吞吐量。本電路演示4通道隔離(本實例中采用兩條發(fā)射通道和兩條接收通道)。
• 工作速度高；最高工作速度達(dá)150 Mbps，輕松滿足基本LVDS的速度要求。

圖1所示電路隔離了一個雙通道LVDS線路驅(qū)動器和一個雙通道LVDS接收器。它可在單電路板上實現(xiàn)兩條完整的發(fā)射和接收路徑。

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隔離式LVDS的應(yīng)用包括安全隔離和/或電路板間、背板和印刷電路板(PCB)通信鏈路的功能隔離。例如當(dāng)LVDS背板系統(tǒng)的一個或多個插卡有遭受高電壓瞬變的風(fēng)險時，便可使用安全隔離。隔離LVDS接口可確保這類故障條件不影響系統(tǒng)中的其他電路。某些情況下使用功能隔離很有效，例如測量設(shè)備。若在ADC和FPGA之間隔離LVDS鏈路，則可提供浮動的接地層，提升測量數(shù)據(jù)的完整性，并降低來自應(yīng)用的其他部分的干擾。

圖2表示隔離式LVDS接口電路，它隔離兩個發(fā)射通信通道(CMOS/TTL至LVDS)和兩個接收通道( LVDS至 CMOS/TTL)。隔離信號的數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)150Mbps，此速率下還可保持?ADuM3442 的最大脈沖寬度失真規(guī)范。

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邏輯電平可施加于IN1和IN2，并且被ADuM3442隔離。ADuM3442對應(yīng)的輸出(DIN1和DIN2測試引腳)連接至 ADN4663 LVDS驅(qū)動器，以便在DOUT1+、DOUT1?和 DOUT2+、DOUT2?上建立LVDS信號。

ADN4664?LVDS接收器可在RIN1+、RIN1?和RIN2+、RIN2?上接收LVDS信號。接收器輸出(ROUT1、ROUT2測試引腳)連接至ADuM3442，以便隔離信號。ADuM3442對應(yīng)的邏輯輸出為OUT1和OUT2。

電路通過連接VDD1從邏輯端供電。電源可以是3.3 V或5 V，為ADuM3442(電路信號隔離)的邏輯端供電或為ADuM5000供電，ADuM5000則為電路總線端提供隔離式電源。

ADuM5000的輸出V_ISO可為LVDS驅(qū)動器(ADN4663) 和LVDS接收器(ADN4664) 以及 ADuM3442的總線端提供3.3 V電源。

采用了 AN-0971 應(yīng)用筆記“isoPower器件的輻射控制建議”指南中的描述進(jìn)行電路布局。此外，該布局針對高速差分信號優(yōu)化。LVDS輸入/輸出走線長度匹配，并具有50Ω的對地阻抗(差分對之間的阻抗為100Ω)。每對測試點與驅(qū)動器/接收器同樣距離匹配。多個接地過孔排列在走線旁邊以增加高速工作時的信號完整性。

LVDS的輸入RIN1+、RIN1?和RIN2+、RIN2?連接100Ω的端電阻(R1、R2)。將任意連接到DOUT1+、DOUT1?和DOUT2+、DOUT1?的總線接收端進(jìn)行端接。

電源和接地通過螺旋電纜連接器互相連接(VDD1和GND1)。邏輯輸入(IN1、IN2)/輸出(OUT1、OUT2)通過4個SMB連接器互相連接?？偩€信號通過8個SMB連接器以相似的方式連接。它們通過走線以對地50Ω的阻抗連接LVDS驅(qū)動器(ADN4663) 和接收器(ADN4664) 。