Nízkonapěťová diferenciální signalizace neboli LVDS je způsob přenosu elektrických signálů a standard 2001 ANSI/TIA/EIA-644-A, který umožňuje přenos informací na vysokých frekvencích pomocí levných měděných kroucených párů . Standard byl vyvinut a propagován společností Texas Instruments . Od roku 1994 se nízkonapěťová diferenciální signalizace používá v počítačovém průmyslu, kde našla široké uplatnění pro vytváření vysokorychlostních počítačových sítí a počítačových sběrnic.
Rozdílový přenos používá diferenciální pár (signálů ) k přenosu jednoho signálu ; to znamená, že vysílací strana aplikuje různé úrovně napětí na vodiče páru, které se porovnávají na přijímací straně: rozdíl napětí na vodičích páru se používá k dekódování informace. Vysílač posílá malý proud (řádově 3,5 mA ) do jednoho ze signálových vodičů v závislosti na tom, která logická úroveň má být přenášena. Na přijímací straně proud prochází rezistorem o odporu 100-120 ohmů (rovná se vlnové impedanci kabelu pro snížení odraženého signálu) a dalším vodičem se vrací k odesílateli signálu, čímž vzniká uzavřená elektrický obvod. Podle Ohmova zákona bude napětí na rezistoru asi 350 mV . Přijímací strana určuje polaritu tohoto napětí za účelem určení logické úrovně . Tento typ přenosu se nazývá proudová smyčka .
Malá amplituda signálu LVDS, stejně jako vysoká elektromagnetická vazba vodičů diferenciálního páru mezi sebou, může snížit hluk vyzařovaný ven a ztrátový výkon.
Běžné napětí (průměrné napětí dvou vodičů) je obvykle kolem 1,25 V, což umožňuje použití LVDS v mnoha VLSI s napájecím napětím 2,5 V a nižším. Jak již bylo zmíněno výše, napětí mezi vodiči dvojice je 350 mV, což umožňuje výrazné snížení spotřeby energie oproti jiným způsobům přenosu signálu. Například ztrátový statický výkon v zakončovacím odporu LVDS je pouze 1,2 mW ve srovnání s 90 mW rozptýleným v zakončovacím odporu RS-422 . Bez zakončovacího rezistoru by každý bit dat musel zatížit a odlehčit celý vodič. Použití zatěžovacího odporu a vysokých přenosových frekvencí má za následek, že bit pokrývá pouze část vodiče (při přenosu rychlostí elektromagnetických kmitů v médiu), což je energeticky efektivnější.
LVDS není jediným používaným diferenciálním systémem. Zůstává ale jediným, který kombinuje vysoké otáčky a nízkou ztrátu energie.
LVDS se stal populární v pozdních devadesátých létech . Do té doby byly počítače příliš pomalé na to, aby vyžadovaly tak vysoké přenosové rychlosti dat a využívaly k přenosu dat velké množství vodičů (viz např . ATA ). Rostoucí používání multimédií a superpočítačů však vedlo k širokému zájmu o tento systém, protože takové systémy potřebovaly přenášet velké množství dat na vzdálenosti několika metrů.
Podporováno také v SCSI od Ultra-2 SCSI pro zvýšení povolených délek a rychlostí vodičů.
Moderní FPGA (například od Altera nebo Xilinx ) mají porty LVDS , což vám umožňuje vyvinout jakékoli zařízení, které pracuje se sběrnicí založenou na technologii LVDS.
LVDS se používá pro paralelní i sériový přenos dat. Při konvenčním paralelním přenosu se více bitů přenáší současně přes skupinu vodičů pomocí společné země . Vysoké rychlosti LVDS a použití samočasových kódů umožňují přenos více dat po menším počtu vodičů než u paralelní sběrnice. Zařízení pro převod mezi sériovými a paralelními sběrnicemi se nazývá serializátor / deserializátor (serializer / deserializer z anglického serializer / deserializer, SerDes ).
Pokud rychlost sériového přenosu nestačí, lze data přenášet paralelně přes několik párů LVDS pro každý bit nebo bajt (například jako v PCI Express nebo HyperTransport). Takový systém se nazývá sběrnice LVDS ( bus LVDS, BLVDS ) . Standardní vysílače jsou navrženy pro použití v dvoubodových spojeních , ale pro použití v systémech multi-drop sběrnice mají upravené vysílače vysoké výstupní proudy, které mohou být řízeny více rezistory přijímače.
Pro takové systémy existují standardy: BLVDS a LVDM (od Texas Instruments ). Existuje také standard TIA-899 Multipoint LVDS ( MLVDS ), který se používá v AdvancedTCA . MLVDS má 2 typy přijímačů: Typ 1 je prakticky kompatibilní s LVDS a používá práh 0V; Typ 2 používá práh 0,1 V, aby se zabránilo různým chybám, jako jsou přerušené obvody a zkraty.
| Audio a video konektory a rozhraní | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||
| |||||||||