LVDS振幅差分信号技术的优势和劣势

LVDS (Low Voltage Differential Signaling）是一种小振幅差分信号技术，它使用非常低的幅度信号 (250mV~450mv）通过一对平行的PCB走线或平衡电缆传输数据是一种专业的低电压差分信号，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同, 相位相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的逻辑状态。在

电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线，LVDS传输支持速率一般在155Mbps（大约为77MHZ）以上。LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。

IEEE在两个标准中对LVDS信号进行了定义。ANSI/TIA/EIA-644中，推荐最大速率为655Mbps，理论极限速率为1.923Mbps,Diodes 的 LVDS（低电压差动讯号）装置具备高效能 5 V、3.3 V、2.5 V 及 1.8 V 特性，其传输延迟低于 2.0ns，可满足现今的高速 I/O 接口需求。LVDS系列产品提供线性驱动器、接收器、收发器、交叉点、频率 / 资料配送及中继器，可满足现今支持 8-bit、16-bit、18-bit 及 32-bit 功能的高速 I/O 接口传输需求.

LVDS的优势和劣势

LVDS的优势

抗干扰能力强。干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

能有效抑制电磁干扰（EMI）。由于两根线靠得很近且信号幅值相等，这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等，同时他们的信号极性相反，按右手螺旋定则，那他们的磁力线是互相抵消的。两根线耦合的越紧密，互相抵消的磁力线就越多。泄放到外界的电磁能量越少。

时序定位准确。差分信号的接收端是两根线上的信号幅值之差发生正负跳变的点，作为判断逻辑0/1跳变的点的。而普通单端信号以阈值电压作为信号逻辑0/1的跳变点，受阈值电压与信号幅值电压之比的影响较大，不适合低幅度的信号。

发送端电流源始终导通，消除开关噪声带来的尖峰（单端技术中所需要）和大电流晶体管不断导通-关断造成的电磁干扰EMI。

LVDS的劣势

若电路板的面积非常吃紧，单端信号可以只有一根信号线，地线走地平面，而差分信号一定要走两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的线。这样的情况常常发生在芯片的管脚间距很小，以至于只能穿过一根走线的情况下

LVDS的应用场景

随着数据传输速率越来越高，现在计算机系统中的数据传输接口基本上都串行化了，像USB、PCIe、SATA、DP等等外部总线将并行总线挤压到只剩下内存总线这个最后的堡垒，LVDS信号传输；LVDS信号传输一般由三部分组成：差分信号发送器，差分信号互联器，差分信号接收器。

由于LVDS信号摆幅低，为350mv，对应功耗很低，速率达到3.125Gbps，总的来说，其终接方法简单、功耗和噪声低等优点，使得LVDS成为几十Mbps至3Gbps、甚至更高的应用之首选，广泛用于高速背板、电缆和板到板数据传输与时钟分配，以及单个PCB内的通信链路中。

LVDS在汽车行业的应用

目前在汽车的应用上，对内部整合的安全和辅助电子设备的增加也变得越来越高了，主要集中在用于驾驶支持(电子后视镜、导航系统、泊车距离控制、超视距显示、仰视显示)的视频显示系统，车载娱乐系统(电视和DVD播放器) 等，这些应用要求高速数据传输，以满足图像传递的要求。正是这些需求的增长，带动LVDS产品在这些领域崭露头角，其中，就包括LVDS汽车电缆。

LVDS汽车电缆即低电压差分信号电缆，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，这种传输技术可以达到155Mbps以上，LVDS技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，其传输介质可以是铜质的PCB连线，也可以是平衡电缆。

LVDS汽车电缆非常适合汽车应用，汽车内部存在众多的电磁辐射源，因此，抗干扰能力是汽车电子设计最基本的要求。另外，考虑到LVDS传输线自身的低辐射优势，对系统的其它设施几乎不产生额外干扰。LVDS传输只需要简单的电阻连接，简化了电路布局，线路连接也非常简单(采用双绞铜质电缆)。

LVDS兼容于各种总线拓扑: 点到点拓扑(一个发送器，一个接收器); 多分支拓扑(一个发送器，多个接收器); 多点拓扑(多个发送器，多个接收器)。综上所述，无论是现在还是将来，LVDS汽车电缆都是汽车应用中连接板级系统的非常好的一个选择。

审核编辑：刘清