Low-Voltage Differential Signalling (LVDS)

LVDS steht für Low-Voltage Differential Signalling. Es handelt sich um eine physische Schnittstelle, die der elektrischen Norm TIA/EIA-644 für serielle Kommunikationen über Twisted-Pair-Kupferkabel und PCB-Leiterbahnen entspricht. Diese Spezifikation bezieht sich nur auf physische Ebenen und kann bei einer Vielzahl verschiedener Protokolle eingesetzt werden.

Die niedrige Spannung bezieht sich auf die verwendeten niedrigen Spannungsniveaus des Signals (ungefähr 350 mV), die ein Kabel mit einer charakteristischen Impedanz von 100–120 Ohm steuern. Bei differenziellen Signalisierungssystemen werden zusätzliche Signale bei einem Leitungspaar verwendet. Wenn ein Wechselstromsignal durch einen der Drähte gesendet wird, wird dasselbe Signal, 180o, phasenverschoben an die Quelle zurückgegeben. Die gesendeten Informationen werden im Differenzsignal zwischen den Leitern kodiert. Diese Anordnung gilt als symmetrisch. Dadurch werden die elektromagnetische Störung und die Nebensignaleffekte der Signale reduziert und es wird eine verbesserte Leistung erzielt. Symmetrische Leiter, die für Low-Voltage Differential Signalling (LVDS) verwendet werden, sind verdrillte Doppelleitungen in Kabel- und Übertragungsleitungen, die auf Leiterplatten als gekoppelte Mikrostreifen implementiert werden.

Durch die verdrillte Doppelleitung der Leiter wird ein enges elektrisches und magnetisches Feld zwischen den zwei Drähten erzeugt. Ein Fremdrauschen wird gleichmäßig in beide Leiter eingekoppelt und die signalführenden Leitungen werden gegenseitig aufgehoben. Dies wird als Gleichtaktstörung bezeichnet. Da es sich bei Low-Voltage Differential Signalling (LVDS) um Niedrigenergie (<10 mW) und Konstantstrom handelt, verringert es die Leistungsanforderungen, die an die Spannungsversorgung gestellt werden. Die niedrige Gleichtaktspannung – die Mittenspannung der Signalisierung an den zwei Leitungen – beträgt ungefähr 1,2 Volt. Dadurch ist sie mit einer Reihe digitaler, integrierter Schaltkreistechnologien kompatibel. Low-Voltage Differential Signalling-(LVDS-)Schnittstellen werden direkt in zahlreiche integrierte Schaltkreise integriert und mit bis zu 655 Mbit/s über ein 10-Meter-Kabel betrieben. Bei höheren Frequenzen werden eher Transceiver-basierte Standards für die Stromschaltlogik verwendet.

Low-Voltage Differential Signalling (LVDS) wurde 1994 eingeführt und wird heute immer noch weitgehend zur Bereitstellung einer Schnittstelle zwischen Hochgeschwindigkeitssystemen wie LCD-Anzeigen und Computer-Bussen eingesetzt. Es handelt sich um eine beliebte Schnittstelle für Signale, die mithilfe von rauscharmen Objekten wie Takten verteilt werden müssen. Mit dem Low-Voltage Differential Signalling (LVDS) können potenziell bis zu 10 Meter Kabel betrieben werden. LVDS-Hochgeschwindigkeits-Transceiver weisen Systeme zur Entzerrung auf, die die Form des Signals durch Frequenz anpassen, um den Verlust zu kompensieren. Dadurch kann das Low-Voltage Differential Signalling (LVDS) auf Leiterplatten und System-Backplanes mit bis zu 3,125 Gbits/s aktiviert werden.

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