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LVDS电路设计论文范文

时间:2022-05-13 10:34:00

LVDS电路设计论文

1LVDS电路接I/O电路设计

1.1基本原理LVDS驱动线路可以有多种结构,常见的包括单电源模式、双电流电源和电压模式。单电流源模式需要较大的电阻,如果采用传输逻辑实现电压驱动,需要复杂的电路对电压进行修正。因此在设计中可以选择双电流源模式进行驱动。电路如图:双电流源模式的电阻需求较小,可以方便的提供恒定电流,相对稳定。双电流源模式,对PMOS管以及NMOS管进行分别设置,形成两个电流镜(M1、M2、M3、M4)。通过适当的调节可以保证电流输出稳定在3.5mA。M2和M4、R组成偏置电路产生偏置电流,然后通过电流镜映射到M1和M3端,为驱动电路提供电流。如果in1是高电平则M5、M8导通,M6、M7阻断。电流从M5通过,从out1输出,经过电阻控制后再从out2输入,进入M8后经过M3,形成一个回路。这样驱动电路输出端out1和out2上的电流相反,形成一个差分信号。

1.2电路模型构建和分析按照前面的分析,M2和M4提供偏置电流,如果要保证电流经过电阻R的电流与偏置电流一致,并控制其参数,根据电流镜的原理,只需要对M1的宽度进行调整,设置为M2的3.5倍。如果此时Ir=1则驱动电路工作电流为3.5mA。同时设定电阻R=200Ω,并确定M2和M4宽长比一致,设定二者漏极电流就可获得其相对应的电压。为了获得稳定的工作电流3.5mA,设计要求M1和M3的漏极电流为3.5mA。根据电流镜的工作原理,可以得到各个关键位置的基本参数。获得相关的M2和M4的比值。在电路输出后,为了保证反转时性能的稳定,M5-M8管应保持参数一致。所以计算其中一个即可获得其他的参数。在电流导通的时候M5是非饱和状态,因此在输出时LVDS的高电压为1.25V,同时电流源的电流为3.5mA,所以MOS开关启动的时候,漏流为3.5mA,而Vds则很小,为100mA。经过计算可以得到M5的宽长比。实际中往往取值较大,因为这样可以减少沟道电阻,加快电平的转换速度。通过仿真可以对LVDS的驱动器进行修正,最终获得各个MOS管的尺寸、电阻和电容等,提高电路的性能。

2LVDS接受设计

在设计中电路的核心部分是接受电路,电路图如下,in1和in2为LVDS输入信号,经过运算和放大后,经由反向器输出。按照电流镜的基本原理其中M3和M4的参数一致。此时Id3为主导,Id4随其发生改变,且二者相等。如果in1和in2相同,此时Id1=Id2;Id3=Id4.从而Id4=Id1=Id2,Iout为零。如果输入的差分信号为共模则电流为零。如果输入信号中in1大于in2则PMOS将发挥作用,此时电流只能从out端流出,而Iout大于零。相反则出现Iout小于零的情况,输入的LVDS信号直接会导致Iout的改变。按照差分放大器的各种性能要求,利用相关公式即可获得相关技术参数,各个点位的电压和电流,如图2中所示。

3结束语

按照上述分析,对电路进行仿真,从仿真结果来看,电路的设计达到了预期的要求。

作者:余罗单位:电子科技大学

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