工频功率电源信号发生电路的实现

2 各种逻辑电平之间的比较和互连转化  

2.1 各种逻辑电平之间的比较  

这几种高速逻辑电平在目前都有应用，但它们在总线结构、功率消耗、传输速率、耦合方式等方面都各有特点。为了便于应用比较，现归纳以上三类电平各方面的特点，如表1所列。  

表1 三种逻辑电平特点比较

  
2.2 各种逻辑电平之间的互连  

这三类电平在互连时，首先要考虑的就是它们的电平大小和电平摆幅各不一样，必须使输出电平经过中间的电阻转换网络后落在输入电平的有效范围内。各种电平的摆幅比较如图6所示。  


图6 各种高速电平的偏置摆幅比较  

其次，电阻网络要考虑到匹配问题。例如我们知道，当负载是50 Ω接到VCC-2 V 时，LVPECL 的输出性能是最优的，因此考虑的电阻网络应该与最优负载等效；LVDS 的输入差分阻抗为100 Ω，或者每个单端到虚拟地为50 Ω，该阻抗不提供直流通路，这里意味着LVDS输入交流阻抗与直流阻抗不等，电阻值的选取还必须根据直流或交流耦合的不同情况作不同的选取。另外，电阻网络还必须与传输线匹配。  

另一个问题是电阻网络需要在功耗和速度方面折中考虑：既允许电路在较高的速度下工作，又尽量不出现功耗过大。  

下面以图7所示的LVPECL到LVDS的直流耦合连接为例，来说明以上所讨论的原则。  


图7 LVPECL到LVDS的直流耦合连接及等效电路  

传输线阻抗匹配原则：  


  
根据LVPCEL输出最优性能：  


  
降低LVPECL摆幅以适应LVDS的输入范围：  


  
根据实际情况，选择满足以上约束条件的电阻值，例如当传输线特征阻抗为50 Ω时，可取R1=120 Ω，R2=58 Ω，R3=20 Ω即能完成互连。  

由于LVDS 通常用作并联数据的传输，数据速率为155 Mbps、622 Mbps或1.25 Gbps；而CML 常用来做串行数据的传输，数据速率为2.5 Gbps或10 Gbps。一般情况下，在传输系统中没有CML和LVDS 的互连问题。  

结语  

本文粗浅地讨论了几种目前应用较多的高速电平技术。复杂高速的通信系统背板，大屏幕平板显示系统，海量数据的实时传输等等都需要采用新高速电平技术。随着社会的发展，新高速电平技术必将得到越来越广泛的应用。