LVDS靜電放電防護(hù)方案

方案簡(jiǎn)介

LVDS是一種低壓差分信號(hào)技術(shù)，全稱(chēng)（Low Voltage Differential Signaling）是一種低壓差分信號(hào)技術(shù)接口，是美國(guó)NS公司為克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數(shù)據(jù)時(shí)功耗大、EMI電磁干擾大等缺點(diǎn)而研制的一種數(shù)字視頻信號(hào)傳輸方式。LVDS端口電路包括兩部分：驅(qū)動(dòng)板側(cè)的LVDS輸出接口電路（LVDS發(fā)送器）和液晶面板側(cè)的LVDS輸入接口電路（LVDS接收器）。

該技術(shù)通過(guò)一對(duì)差分信號(hào)線（或平衡電纜）以極低的電壓擺幅（約350mV）進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，采用LVDS接口，可以使得信號(hào)在差分線或平衡電纜上以幾百M(fèi)bps的速率傳輸，由于采用低壓和低電流驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了低噪聲、低串?dāng)_、低誤碼率和低功耗，LVDS在對(duì)信號(hào)完整性、低抖動(dòng)及共模特性要求較高的系統(tǒng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，常見(jiàn)于各電子設(shè)備的液晶顯示屏中。

LVDS 接口擁有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，數(shù)據(jù)/圖像傳輸率為 650Mbps 至 1.3Gbps。由于接口試圖在保持高速的同時(shí)傳輸內(nèi)容，因此選擇線對(duì)線電容低的 ESD 保護(hù)器件對(duì)于確保信號(hào)完整性至關(guān)重要。普通的防護(hù)方案會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸造成一定影響。此方案高速差分信號(hào)部分采用集成低壓四通道保護(hù)、超低容值、低漏電、低殘壓的ESD靜電二極管防護(hù)器件，在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯聺M足IEC61000-4-2 Level 4靜電放電防護(hù)需求，讓后端的電路得到有效防護(hù)。

LVDS工作原理

LVDS技術(shù)的基本工作原理是通過(guò)一個(gè)恒流源（通常約為3.5mA）驅(qū)動(dòng)一對(duì)差分信號(hào)線。在接收端，由于接收器本身具有高直流輸入阻抗（幾乎不會(huì)消耗電流），因此幾乎全部的驅(qū)動(dòng)電流都流經(jīng)100Ω的終端匹配電阻，并在接收器輸入端產(chǎn)生約350mV的電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)反轉(zhuǎn)時(shí)，流經(jīng)電阻的電流方向改變，從而在接收端產(chǎn)生一個(gè)有效的“0”或“1”邏輯狀態(tài)。

典型的LVDS發(fā)送芯片分為四通道、五通道和十通道幾種，輸入信號(hào)來(lái)自主控芯片，包含RGB數(shù)據(jù)信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和控制信號(hào)三大類(lèi)。發(fā)送芯片將以并行方式輸入的TTL電平RGB數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)后，直接送往液晶面板側(cè)的接收芯片。LVDS發(fā)送芯片的輸出是低擺幅差分對(duì)信號(hào)，一般包含一個(gè)通道的時(shí)鐘信號(hào)和幾個(gè)通道的串行數(shù)據(jù)信號(hào)。由于LVDS發(fā)送芯片是以差分信號(hào)的形式進(jìn)行輸出，因此，輸出信號(hào)為兩條線，分別輸出正負(fù)信號(hào)。

應(yīng)用示例

在日常使用中，LVDS端口芯片很容易受到ESD靜電放電威脅和損壞。因此，在LVDS端口保護(hù)電路圖設(shè)計(jì)中，需要選用合適的電路保護(hù)器件為L(zhǎng)VDS端口保駕護(hù)航。之前，東沃電子科普過(guò)：汽車(chē)LVDS接口瞬態(tài)浪涌靜電保護(hù)方案。接下來(lái)，東沃電子要科普的是：LVDS端口ESD靜電放電保護(hù)經(jīng)典方案。

我們?yōu)?/span>LVDS接口提供了兩種電氣特性相似的ESD防護(hù)器件，專(zhuān)為保護(hù)差分線路而設(shè)計(jì)，其型號(hào)分別為ULC0524P和ESD05V10N-6ALU。器件的流通式封裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了 PCB 布局，減少布線過(guò)程中的不連續(xù)性，促進(jìn)了信號(hào)完整性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升。

ULC0524P為集成式十引腳ESD保護(hù)器件，結(jié)電容為0.6pF，鉗位電壓為12V，符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范，可在 ±17kV（空氣）和 ±12kV（接觸）下提供瞬變保護(hù),可同時(shí)保護(hù)LVDS接口的兩對(duì)數(shù)據(jù)傳輸高速信號(hào)差分線免受ESD靜電放電干擾。

ESD05V10N-6ALU為集成式六引腳ESD保護(hù)器件，結(jié)電容為0.6pF，鉗位電壓為12V，符合IEC 61000-4-2 (ESD) 規(guī)范，可在 ±17kV（空氣）和 ±12kV（接觸）下提供瞬變保護(hù),可保護(hù)LVDS接口的一對(duì)時(shí)鐘信號(hào)差分線免受ESD靜電放電干擾。

ESD電氣特性表

ULC0524P

ESD05V10N-6ALU

總結(jié)與結(jié)論

LVDS接口不僅常用于消費(fèi)電子類(lèi)產(chǎn)品的顯示器中，還廣泛應(yīng)用于汽車(chē)中的視頻顯示系統(tǒng)，所以保證其可靠性和穩(wěn)定性極為關(guān)鍵。ELECSUPER SEMI研發(fā)各種低電容低鉗位電壓的ESD保護(hù)器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開(kāi)發(fā)服務(wù)，為各種高速接口及通信線路提供值得信賴(lài)的保護(hù)器件。以上解決方案是保護(hù)LVDS接口的優(yōu)選之策，確保設(shè)備能夠高效、可靠地運(yùn)行。