LVDS電路設(shè)計(jì)論文范文

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1lvds電路接I/O電路設(shè)計(jì)

1.1基本原理LVDS驅(qū)動(dòng)線路可以有多種結(jié)構(gòu)，常見的包括單電源模式、雙電流電源和電壓模式。單電流源模式需要較大的電阻，如果采用傳輸邏輯實(shí)現(xiàn)電壓驅(qū)動(dòng)，需要復(fù)雜的電路對(duì)電壓進(jìn)行修正。因此在設(shè)計(jì)中可以選擇雙電流源模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。電路如圖：雙電流源模式的電阻需求較小，可以方便的提供恒定電流，相對(duì)穩(wěn)定。雙電流源模式，對(duì)PMOS管以及NMOS管進(jìn)行分別設(shè)置，形成兩個(gè)電流鏡（M1、M2、M3、M4）。通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)可以保證電流輸出穩(wěn)定在3.5mA。M2和M4、R組成偏置電路產(chǎn)生偏置電流，然后通過電流鏡映射到M1和M3端，為驅(qū)動(dòng)電路提供電流。如果in1是高電平則M5、M8導(dǎo)通，M6、M7阻斷。電流從M5通過，從out1輸出，經(jīng)過電阻控制后再?gòu)膐ut2輸入，進(jìn)入M8后經(jīng)過M3，形成一個(gè)回路。這樣驅(qū)動(dòng)電路輸出端out1和out2上的電流相反，形成一個(gè)差分信號(hào)。

1.2電路模型構(gòu)建和分析按照前面的分析，M2和M4提供偏置電流，如果要保證電流經(jīng)過電阻R的電流與偏置電流一致，并控制其參數(shù)，根據(jù)電流鏡的原理，只需要對(duì)M1的寬度進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置為M2的3.5倍。如果此時(shí)Ir=1則驅(qū)動(dòng)電路工作電流為3.5mA。同時(shí)設(shè)定電阻R=200Ω，并確定M2和M4寬長(zhǎng)比一致，設(shè)定二者漏極電流就可獲得其相對(duì)應(yīng)的電壓。為了獲得穩(wěn)定的工作電流3.5mA，設(shè)計(jì)要求M1和M3的漏極電流為3.5mA。根據(jù)電流鏡的工作原理，可以得到各個(gè)關(guān)鍵位置的基本參數(shù)。獲得相關(guān)的M2和M4的比值。在電路輸出后，為了保證反轉(zhuǎn)時(shí)性能的穩(wěn)定，M5-M8管應(yīng)保持參數(shù)一致。所以計(jì)算其中一個(gè)即可獲得其他的參數(shù)。在電流導(dǎo)通的時(shí)候M5是非飽和狀態(tài)，因此在輸出時(shí)LVDS的高電壓為1.25V，同時(shí)電流源的電流為3.5mA，所以MOS開關(guān)啟動(dòng)的時(shí)候，漏流為3.5mA，而Vds則很小，為100mA。經(jīng)過計(jì)算可以得到M5的寬長(zhǎng)比。實(shí)際中往往取值較大，因?yàn)檫@樣可以減少溝道電阻，加快電平的轉(zhuǎn)換速度。通過仿真可以對(duì)LVDS的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行修正，最終獲得各個(gè)MOS管的尺寸、電阻和電容等，提高電路的性能。

2LVDS接受設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)中電路的核心部分是接受電路，電路圖如下，in1和in2為L(zhǎng)VDS輸入信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算和放大后，經(jīng)由反向器輸出。按照電流鏡的基本原理其中M3和M4的參數(shù)一致。此時(shí)Id3為主導(dǎo)，Id4隨其發(fā)生改變，且二者相等。如果in1和in2相同，此時(shí)Id1=Id2；Id3=Id4.從而Id4=Id1=Id2，Iout為零。如果輸入的差分信號(hào)為共模則電流為零。如果輸入信號(hào)中in1大于in2則PMOS將發(fā)揮作用，此時(shí)電流只能從out端流出，而Iout大于零。相反則出現(xiàn)Iout小于零的情況，輸入的LVDS信號(hào)直接會(huì)導(dǎo)致Iout的改變。按照差分放大器的各種性能要求，利用相關(guān)公式即可獲得相關(guān)技術(shù)參數(shù)，各個(gè)點(diǎn)位的電壓和電流，如圖2中所示。

3結(jié)束語

按照上述分析，對(duì)電路進(jìn)行仿真，從仿真結(jié)果來看，電路的設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的要求。

作者：余羅單位：電子科技大學(xué)