Was ist ein LVDS-Transceiver?
Ein LVDS-Transceiver (Low Voltage Differential Signaling) ist ein Signalisierungssender / -empfänger, der eine niedrige Spannung mit Differentialsignalisierung verwendet, um hohe Bitraten zu erzielen. Der LVDS-Transceiver treibt verdrillte Kupferdrähte an, die kostengünstig und sehr verbreitet sind. Die differentielle Signalübertragung wird wegen ihrer hohen Störfestigkeit gegenüber externen elektrischen Störungen und Überspannungen bevorzugt.
Der Zweck eines LVDS-Transceivers besteht darin, Schaltkreise oder Geräte über eine zuverlässige Datenkommunikationsverbindung miteinander zu verbinden. Ohne LVDS-Transceiver sind alternative Lösungen möglicherweise teurer oder komplizierter zu verwenden. Ein typischer LVDS-Transceiver kann eine serielle Hochgeschwindigkeitsleitung oder sogar einen parallelen Bus zu anderen Orten befördern, die mehr als 15 m entfernt sind. LVDS ist ein System, das von mehreren Datenkommunikationsstandards verwendet wird, z. B. dem Verband der Telekommunikationsindustrie / Electronic Industries Alliance-644 (TIA / EIA-644).
Die Verwendung eines LVDS-Transceivers ist eine logische Wahl, wenn die digitale Kabellänge für eine Anwendung die Datengeschwindigkeit begrenzt. Nicht-differentielle Signalisierung ist bei Datenverbindungen mit kurzer Länge sehr verbreitet. In diesem Schema reichen die digitalen Spannungen von 0 bis ungefähr +5 Volt Gleichstrom (VDC). Ein paralleles Datenkabel mit niedriger Geschwindigkeit für Drucker ist möglicherweise auf eine Länge von 1 m (39,4 Zoll) begrenzt. Wenn das Datenkabel jedoch länger ist, ist die „elektrische“ Kapazität höher, und eine hohe Kapazität erhöht die Anstiegs- und Abfallzeiten des Signals begrenzte Datengeschwindigkeiten. LVDS löst die Kapazitätsbeschränkung durch die Verwendung von stromgesteuerten Sendern, die einen Großteil der Kapazität in der Datenleitung kompensieren.
Die Spannungsdifferenz über dem Differentialmodus-Empfängereingang, die weniger als 1 V beträgt, ist hauptsächlich für die Hochgeschwindigkeitsfunktion von LVDS-Transceivern verantwortlich. Es wird weniger Strom in kürzerer Zeit benötigt, um die Spannungsdifferenz für jede Datenbitumkehr umzukehren, wenn die erforderliche Spannungsänderung gering ist. Mit immer weniger als 1 V Unterschied in den Empfängereingängen wird die Schutzschaltung gegen Spannungsstöße von externen Quellen stark vereinfacht.
Bei der Auswahl eines LVDS-Transceivers bevorzugen Schaltungsentwickler normalerweise einen integrierten LVDS-Transceiver (IC), der für die Annahme von Single-Ended-Digitalsignalen wie Transistor-Transistor-Logik-Signalen (TTL) ausgelegt ist. Single-Ended-Pegel haben eine Polarität, z. B. 0 V und +5 VDC. Wenn ein TTL-Bus in mehr als ein paar Metern Entfernung angeschlossen werden muss, ist ein Parallel-Seriell-Parallel-IC (PSP) verfügbar. Wenn zum Beispiel ein 8-Bit-Bus gesendet und empfangen wird, wird ein Taktsignal, das ungefähr das Achtfache der Datenbustaktrate beträgt, an den PSP angelegt. Anstelle eines Steckverbinders mit mehr als 8 Pins benötigt der serielle LVDS-Transceiver-Steckverbinder je nach Ausführung nur ein oder zwei bidirektionale Datenleitungspaare.