Перейти к содержанию

Failsafe приёмника LVDS

Приёмник LVDS различает разность всего в 100 мВ. Пока передатчик молчит или кабель отключён, на его входах почти ноль, и без специальной схемы выход начинает дребезжать от шума.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Failsafe приёмника LVDS — схема или резисторная сеть, которая задаёт определённое состояние выхода приёмника LVDS, когда настоящего сигнала нет: передатчик выключен, в третьем состоянии, кабель отключён или вход оборван. Без неё приёмник с разностью на входах между −100 и +100 мВ даёт непредсказуемый выход — может быть и «0», и «1», а на шумящей линии он генерирует ложные перепады (TI SLLS262R, разд. 10.3.1). Порог в ±100 мВ — тот же порог приёмника, что обеспечивает LVDS чувствительность.

Встроенный failsafe на обрыв

У SN65LVDS32 и родственных приёмников каждый вход подтянут к питанию резистором 300 кОм. Пока передатчик работает, его ток 3,5 мА через терминатор 100 Ом полностью перекрывает слабые подтяжки. Если тока в линии нет, оба входа поднимаются к питанию, логическая схема с порогом около 2,3 В замечает это и принудительно выставляет на выходе «1» (SLLS262R, разд. 10.3.2).

Два условия, при которых это работает:

  • Терминатор — между проводами пары. Резистор 100 Ом от входа к входу подтяжкам не мешает.
  • Нет постоянного тока на землю. Другие схемы терминации, например делитель со средней точкой на земле, перебивают подтяжки 300 кОм, и failsafe не срабатывает.

Когда встроенного мало

TI оговаривает: встроенные схемы защищают от обрывов и замыканий на входе, но в очень шумной обстановке или когда отключён длинный кабель, ловящий наводки, приёмник всё же может генерировать. Тогда советуют экранированный кабель или внешнюю резисторную сеть, которая создаёт на входах постоянную разность больше порога. Подбор сети — компромисс: чем больше смещение, тем надёжнее failsafe и тем меньше запас для настоящего сигнала и хуже баланс приёмника (TI SNLA187, разд. 4.6).

Failsafe в M-LVDS

В шинном варианте M-LVDS стандарт TIA/EIA-899 вводит приёмники типа 2 со встроенным смещением порога на 100 мВ: на неподключённой линии они уверенно выдают «0». Цена — меньший запас по помехе и искажение скважности тактового сигнала (SNLA187, разд. 4.6).

Та же задача в RS-485 решается резисторами смещения на шине — см. словарную статью «Смещение шины (failsafe)». Разница в масштабе: у RS-485 порог ±200 мВ и сигнал в вольты, у LVDS — ±100 мВ при сигнале около 350 мВ, и лишнее смещение здесь обходится дороже.

Частые вопросы

Почему приёмник LVDS дребезжит, когда кабель отключён?

Его порог — около ±100 мВ, а без передатчика на входах почти нулевая разность. В этой зоне выход не определён, и любой шум перебрасывает его. Схема failsafe выставляет определённое состояние, но в сильных помехах или с длинным отключённым кабелем, который работает как антенна, встроенной схемы может не хватить.

Не сломает ли терминатор 100 Ом встроенный failsafe?

Обычный терминатор между проводами пары — нет: подтяжки у SN65LVDS32 поднимают оба входа к питанию, и резистор между ними этому не мешает. Мешают схемы терминации, которые дают постоянный ток со входов на землю — например, делитель на средней точке. Они перебивают слабые подтяжки 300 кОм, и failsafe не срабатывает.

Чем failsafe LVDS отличается от смещения шины RS-485?

Принцип тот же — создать на входах определённое состояние без передатчика, но масштаб другой. У RS-485 порог ±200 мВ и смещение задают резисторами сотни ом на линии с терминаторами 120 Ом. У LVDS встроенные подтяжки слабые, а внешнюю сеть подбирают осторожно: сильное смещение съедает и без того малый запас настоящего сигнала около 350 мВ.

Источники

  1. Texas Instruments. SNx5LVDS3xxxx High-Speed Differential Line Receivers: SN65LVDS32 (SLLS262R, revised December 2014) — разд. 10.3.1: при разности на входах от −100 до +100 мВ выход не определён; разд. 10.3.2, рис. 10: при обрыве (передатчик в третьем состоянии, кабель отключён) каждая линия подтянута к VCC резистором 300 кОм, логика И с порогом около 2,3 В выставляет на выходе высокий уровень; терминатор 100 Ом между входами не мешает, другие схемы терминации с постоянным током на землю могут перебить подтяжки
  2. Texas Instruments. LVDS Owner's Manual, 4th Edition (SNLA187, 2008) — разд. 4.6: входы LVDS часто имеют failsafe, выставляющий высокий уровень при обрыве или замыкании входа; в сильных помехах или при отключённом длинном кабеле его может не хватить — нужен экранированный кабель или резисторная сеть; выбор сети — компромисс между запасом и чувствительностью; M-LVDS: приёмники типа 2 со смещением порога на 100 мВ — встроенный failsafe ценой меньшего запаса по помехе и искажения скважности такта

Нашли ошибку?

Смотрите также