1.LVPECL與LVDS的互連

1.1 LVPECL與LVDS的直流耦合

LVPECL到LVDS的直流耦合結(jié)構(gòu)需要一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，如圖5中所示，設(shè)計(jì)該網(wǎng)絡(luò)時(shí)有這樣幾點(diǎn)必須考慮：首先，我們知道當(dāng)負(fù)載是50Ω接到VCC-2V時(shí)，LVPECL的輸出性能是最優(yōu)的，因此我們考慮該電阻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該與最優(yōu)負(fù)載等效；然后我們還要考慮該電阻網(wǎng)絡(luò)引入的衰減不應(yīng)太大，LVPECL輸出信號(hào)經(jīng)衰減后仍能落在LVDS的有效輸入范圍內(nèi)。注意LVDS的輸入差分阻抗為100Ω，或者每個(gè)單端到虛擬地為50Ω(圖1所示)，該阻抗不提供直流通路，這里意味著LVDS輸入交流阻抗與直流阻抗不等。LVPECL到LVDS的直流耦合所需的電阻網(wǎng)絡(luò)需滿足下面方程組：

圖1LVPECL到LVDS的直流耦合

考慮VCC=+3.3V 情況，解上面的方程組得到：R1=182Ω，R2=47.5Ω，R3=47.5Ω，VA=1.13V，

RAC=51.5Ω，RDC=62.4Ω，增益= 0.337。通過該終端網(wǎng)絡(luò)連接LVPECL輸出與LVDS輸入時(shí)，實(shí)測得VA=2.1V，VB=1.06V。假定LVPECL差分最小輸出電壓為930mV，在LVDS的輸入端可達(dá)到313mV，能夠滿足LVDS輸入靈敏度要求。考慮信號(hào)較大時(shí)，如果LVPECL的最大輸出為1.9V，LVDS的最大輸入電壓則為640mV，同樣可以滿足LVDS輸入指標(biāo)要求。

LVDS與LVPECL之間采用直流耦合結(jié)構(gòu)時(shí)，需要加一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。該電阻網(wǎng)絡(luò)完成LVDS

輸出電平(1.2V)到LVPECL輸入電平(VCC-1.3V)的轉(zhuǎn)換。由于LVDS的輸出是以地為參考，而LVPECL的輸

入是以VCC為參考，這需要在構(gòu)建電平轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)時(shí)注意LVDS的輸出不會(huì)對(duì)供電電源的變化敏感；另一個(gè)

問題是需要在功耗和速度方面折中考慮，如果電阻值(R1、R2、R3)取得較小，由電阻網(wǎng)絡(luò)和LVPECL輸入寄

生電容構(gòu)成的時(shí)間常數(shù)較小，允許電路在更高的速度下工作。但是，由于這些電阻上流過較大的電流，使得

總功耗增大。這時(shí)，LVDS的輸出性能容易受電源波動(dòng)的影響。還有一個(gè)問題就是要考慮阻抗匹配和網(wǎng)絡(luò)衰

減問題，電阻值可以通過下面的方程導(dǎo)出。

圖2LVDS到LVPECL的直流耦合

在VCC電壓為+3.3V時(shí)，解上面的方程得：R1 =374Ω，R2 =249Ω，R3 =402Ω，VA=1.2V，VB = 2.0V，

RIN=49Ω，增益=0.62。LVDS的最小差分輸出信號(hào)擺幅為500mVP-P，在上面結(jié)構(gòu)中加到LVPECL輸入端

的信號(hào)擺幅變?yōu)?10mVP-P，該幅度低于LVPECL的輸入標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際應(yīng)用中，讀者可根據(jù)器件的實(shí)際性能做

出自己的判斷。

圖3 光模塊與協(xié)議轉(zhuǎn)換IC間LVPECL/LVDS電平的直流耦合

1.2 LVPECL與LVDS的交流耦合

LVPECL到LVDS的交流耦合結(jié)構(gòu)如圖4所示，LVPECL的輸出端到地需加直流偏置電阻R(142Q～200Q)，同時(shí)信號(hào)通道上一定要串接50Ω電阻，以提供一定衰減。LVDS的輸入端到地需加5.0kQ電阻，以提供共模偏置。

圖4.LVPECL與LVDS之間的交流耦合

LVDS到LVPECL的交流耦合結(jié)構(gòu)較為簡單，如圖5所示，如果芯片內(nèi)部加了偏置，則可去掉R1和R2。

圖5.LVDS與LVPECL之間的交流耦合

2.PECL與LVDS的互連

PECL到LVDS的交流耦合結(jié)構(gòu)如圖6所示，PECL的輸出端到地需加直流偏置電阻R(270Ω～350Ω)，

同時(shí)信號(hào)通道上一定要串接50Ω電阻，以提供一定衰減。LVDS的輸入端到地需加5.0kΩ電阻，以提供共模

偏置。

圖6.PECL與LVDS之間的交流耦合

LVDS到PECL 的交流耦合結(jié)構(gòu)較為簡單,如圖7 所示，如果芯片內(nèi)部加了偏置，則可去掉R1和R2。

(b)普通接法

圖7.LVDS與PECL 之間的交流耦合

(a)低功耗匹配電路

(b)普通匹配電路

圖8.光模塊與協(xié)議轉(zhuǎn)換IC間PECL/LVPECL/LVDS電平的交流耦合

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參考資料：

Interfacing Between LVPECL, CML, and LVDS Levels---Texas Instruments

審核編輯 黃宇