低壓差分信號(LVDS)是一種低壓、差分信號傳輸方案,，主要用于高速數(shù)據(jù)傳輸,。根據(jù) ANSI/TIA/EIA-644 規(guī)范中的定義，它是一種最為常見的差分接口,。這種標準只對適合于 LVDS 應(yīng)用的驅(qū)動器和接收機電氣特性進行了規(guī)定,。因此，它只是一種電氣標準,，常被一些更高級的協(xié)議標準當(dāng)作其接口或物理層,。

在高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)中使用該傳輸方案可在保持轉(zhuǎn)換器高性能的同時實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)輸出。獨立 ADC 必須能夠驅(qū)動以PCB走線形式存在的容性負載,、以及接收電路的輸入邏輯,。此處，ADC 輸出級的一個單端驅(qū)動器會導(dǎo)致大量瞬態(tài)開關(guān)噪聲,，這些噪聲是由大電流晶體管的開和關(guān)造成的,。這些瞬態(tài)會耦合回ADC的模擬前端，從而對其性能產(chǎn)生不利影響。

然而,，LVDS 驅(qū)動器級需要在一個始終開啟的 3.5mA(典型值)電流源環(huán)境中運行(請參見圖 1),。通過差分對導(dǎo)體以不同方向重新分配電流，便可形成總線上的邏輯 1 和 0,。這種消除開關(guān)噪聲和 EMI 的“始終開啟”特性正是降低 ADC 性能的主要原因,。



圖 1： LVDS 驅(qū)動器和接收器。(電流型驅(qū)動 差分接收器)

由于專為點對點信號傳輸而設(shè)計,，LVDS使用的是一種簡單的端接方案,。安裝在接收器輸入端的單個100歐姆電阻端接差分對，從而消除了反射,。

由于高阻抗接器輸入,，驅(qū)動器電流源的全部電流流經(jīng)端接電阻，從而產(chǎn)生了一個 350 mV 額定值的低,、差分總線電壓,。該電壓在 1.2 V 共模電位左右擺動，其為典型驅(qū)動器輸出失調(diào)電壓(請參見圖 2),。

圖 2：LVDS 總線電壓電平,。

相比單端方案，差分信號傳輸還有另一個 LVDS 好處,，因為它不易受到共模噪聲的影響,，并且產(chǎn)生更少的電磁干擾 (EMI)。

由于接收器只響應(yīng)差分電壓,，因此同鄰近的信號線耦合的噪聲被接收器視作共模調(diào)制,，從而被拒絕接收。另外,，由于兩個差分對導(dǎo)體傳導(dǎo)電流相等但極性相反,，因此它們的磁場基本互相抵消，從而實現(xiàn) EMI 最小化,。

根據(jù)數(shù)據(jù)速率的不同,，標準 LVDS IC 可以驅(qū)動長達 10 米的距離。然而,，不應(yīng)強制高性能ADC驅(qū)動這一距離,。取而代之的是，建議使用兩英寸以內(nèi)的較短的輸出線,，以防止鄰近電路的噪聲耦合到 ADC 輸出端,，因為其可能會反饋耦合至 ADC 模擬輸入端。

盡管低功耗,、低 EMI 和高噪聲抗擾度使得 LVDS 成為高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的接口選擇,，但是必須運用精心的布線技術(shù)，以避免阻抗不連續(xù)和信號時延差,，否則就抵消了上述 LVDS 的好處,。