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实际应用中Oscillator低压差分输出信号如何实现失效保护

来源：http://www.hneyq.com 作者：亿金电子 2020年09月09

　　实际应用中Oscillator低压差分输出信号如何实现失效保护
　　LVDS低压差分输出信号通常由差分晶振输出的,不过随着晶振生产技术的提升,现今普通有源晶振也支持LVDS的差分信号输出;虽然LVDS信号在性能,功耗,噪声,EMI以及成本方面都有十分显著的优势,但是在实际应用中确实有一项大问题需要解决,那就是低压差分输出信号的失效保护,我们需要怎样去实现这样一个功能.
　　最近几年,低压差分信号(LVDS)的高速数据互连已广泛应用于消费电子产品、高速计算机外设、通信/网络以及无线基站等各个领域.据相关技术显示LVDS信号相对于CMOS和TTL信号相比之下能够提供更高的数据传输速率,其还有一个非常显著的特点就是功耗极其低,这一特性非常切合当下电子产品的发展趋势.那么失效电路应该怎么设计呢?
　　大多数LVDS接收器都需要具有内部或外部失效保护电路,以便在特定链路状态下或出现故障时接收器的输出能具有一个已知状态,通常为逻辑高电平.以下列出了需要失效保护的链路状态或故障.
　　输入开路:如果LVDS芯片具有多个接收端口,则未使用的接收器输入必须保持开路状态,且输出应为稳定的逻辑高电平.
　　输入浮空:如果LVDS驱动器处于三态、驱动器断电或链路断开,LVDS必须具有稳定的逻辑高电平输出.
　　输入短路:如果两条平行LVDS电缆或引线短路,即出现连接故障,输出应为逻辑高电平.
　　同时,设计人员还希望即使在噪声环境下也具有强大的失效保护功能,并要求它对正常状态下的LVDS工作影响最小,可忽略不计.
　　而对于LVDS失效保护电路方面的问题,我们可以采用内联通道失效保护电路,内部通道失效保护电路的设计与外部偏置电路类似,只是该电路将R1和R2集成在LVDS接收器内部,使VID的偏移量成为一个内置电压源.如下图所示:

　　进行内部通道电路设计时,选取R1和R2的值,使VID的内部偏移量在30mV与50mV之间.即使输入短路,仍有正的VID偏移,这样,在上述三种状态下或需要失效保护时,都能够将输出置为逻辑高电平;但同时缺点也是明显的,比如产生了一个不平衡的接收器门限,使占空比降低,抖动增加.
　　当然,除了内联通道电路设计模式之外,我们还可以使用外部偏置失效保护电路以及并联失效保护电路,这三种方式各有千秋,具体选择则是看用户实际需求;外部偏置失效保护电路需要使用到外部偏置电阻,同时对PCB设计板也会占用一定空间,同时并联失效保护电路会造成一定的时延.

　　所以,这所有的失效电路保护方式都存在一定的缺陷,还有待改进;或许未来随着晶振生产厂商的生产技术提升,会出现相应问题的解决方案,但是目前我们只能就实际问题对LVDS低压差分信号设置失效保护电路,以确保输出信号能够正常提供支持.
　　实际应用中Oscillator低压差分输出信号如何实现失效保护

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