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

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。
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。
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。
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。
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。
关于sitime公司
sitime 公司是全球领先的mems振荡器品牌,公司成立于2005年。在美国、荷兰、俄罗斯、乌克兰等全球多处设有研发中心,具有自己主知识产权的mems 谐振器晶圆在德国bosch生产,cmos晶圆在中国台湾台积电生产。封装及测试有中国台湾日月光、马来西亚carsem及新加坡utac。成立至今,已经开发具有独自专利的65种时钟产品种类,广泛应用于消费、工业、汽车、通信、航天航空等行业。
关于sitime大中华区样品中心(简称:sitime样品中心)
sitime全硅mems振荡器已累计出货超过十亿片,越来越多的全球一流电子厂商正受益于sitime所提供的优越价值,并一致认为sitime是最优的时钟选择!
为更好的服务与支持越来越多的客户应用,sitime公司与晶圆电子(jointech)共同合作成立“sitime样品中心”,并推出24小时急速样品服务。可提供免费样品、现货直采、替代选型、技术支持等服务!
ymf

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