信捷电气申请一种基于 LVDS 的 PLC 通信方法专利，提高数据传输的效率

金融界 2024 年 7 月 26 日消息，天眼查知识产权信息显示，无锡信捷电气股份有限公司申请一项名为“一种基于 LVDS 的 PLC 通信方法“，公开号 CN202410478214.3，申请日期为 2024 年 4 月。

专利摘要显示，本发明涉及 PLC 通信技术领域，具体是一种基于 LVDS 的 PLC 通信方法，包括主机模块和至少一个从机模块，所述主机模块包括主机 MPU 模块和主机 FPGA 模块，所述主机 MPU 模块和所述主机 FPGA 模块之间通过高速并口连接；所述从机模块包括从机 MCU 模块和从机 FPGA 模块，所述从机 MCU 模块和所述从机 FPGA 模块之间通过高速串口连接；所述主机 FPGA 模块与所述从机 FPGA 模块之间，以及相邻各所述从机 FPGA 模块之间分别通过 LVDS 总线连接，用于数据的发送与接受。通过建立两条互不干扰的信道，提高数据传输的效率；通过本方案提供的系统结构，各从机能实现同步输出，进而有效解决了时间差的问题。

本文源自金融界

SiTime差分晶振的LVDS、LVPECL、HCSL、CML模式相互转换介绍

差分晶振一般用在高速数据传输场合，常见的有LVDS、LVPECL、HCSL、CML等多种模式。这些差分技术都有差分信号抗干扰性及抑制EMI的优点，但在性能、功耗和应用场景上有很大的区别。下图列举了最常用的几种差分信号技术和它们的主要参数。

下面讲一讲各信号模式之间的转换：

LVPECL到CML的转换

如图1所示，在LVPECL驱动器输出端向GND处放置一个150Ω的电阻对于开路发射极提供直流偏置以及到GND的直流电流路径至关重要。为了将800mV LVPECL摆幅衰减到400mV的CML摆幅，需在150Ω电阻之后放置一个50Ω的衰减电阻（RA），以衰减LVPECL摆幅电平的一半。另外，必须确认CML接收器输入内部的自偏置。如果CML输入端的自偏置不存在，则必须在PCB上放置50Ω的端接电阻到VCC，用于CML偏置和传输线端接。

图1.LVPECL到CML的转换

LVPECL到LVDS的转换

在LVPECL驱动器输出端向GND放置一个150Ω电阻，对于开路发射极提供直流偏置以及到GND的直流电流路径至关重要（图2）。为了将800mV LVPECL摆幅衰减到325 mV LVDS摆幅，必须在150Ω电阻器之后放置一个70Ω的衰减电阻。应在LVDS接收器前面放置一个10nF交流耦合电容，以阻止来自LVPECL驱动器的直流电平。LVDS输入需要重新偏置，可以通过向GND放置8.7KΩ电阻连接到3.3V和5KΩ电阻到GND来实现LVDS接收器输入共模的1.2V直流电平。如果LVDS接收器差分输入引脚上已经存在有100Ω电阻，则不需要外部100Ω电阻。

图2.LVPECL到LVDS的转换

LVPECL到HCSL的转换

如图3所示，在LVPECL驱动器输出端向GND放置一个150Ω电阻对于开路发射极提供直流偏置以及到GND的直流电流路径至关重要。为了将800mV的LVPECL摆幅衰减到700mV的HCSL摆幅时，必须在150Ω电阻之后放置一个衰减电阻（RA =8Ω）。应在HCSL接收器前面放置一个10nF交流耦合电容，以阻止来自LVPECL驱动器的直流电平。放置交流耦合电容后，HCSL输入需要重新偏置，可以通过将470Ω电阻连接3.3V和56Ω电阻到GND上来实现HCSL接收机输入共模的350 mV直流电平。

图3.LVPECL到HCSL的转换

HCSL到LVDS的转换

在图4中，每个HCSL输出引脚在0和14mA之间切换。当一个输出引脚为低电平（0）时，另一个为高电平（驱动14mA）。HCSL驱动器的等效负载电阻为48Ω，与50Ω并联，相当于23.11Ω。LVDS输入的摆幅为14mAx23.11Ω= 323mV。应在LVDS接收器前放置一个10nF交流耦合电容，以阻止来自HCSL驱动器的直流电平。放置交流耦合电容后，LVDS输入需要重新偏置，可以通过将一个8.7KΩ电阻连接到3.3V和5KΩ电阻连接到GND来实现LVDS接收器输入共模的1.2V直流电平。如果LVDS接收器差分输入引脚上已经存在有100Ω电阻，则不需要外部100Ω电阻。

图4.HCSL到LVDS的转换

HCSL到CML的转换

在图5中，每个HCSL输出引脚在0和14mA之间切换， 当一个输出引脚为低电平（0）时，另一个为高电平（驱动14mA）。HCSL驱动器的等效负载电阻为68Ω，与50Ω电阻并联，相当于28.81Ω。CML输入的摆幅为14mAx28.81Ω= 403mV。 应在CML接收器前面放置一个10nF交流耦合电容，以阻止来自HCSL驱动器的直流电平。另外，必须确认CML接收器输入内部的自偏置。如果没有CML输入端的自偏置，则必须在CML偏置和传输线端接的PCB上放置一个50Ω的端接电阻到VCC。

图5.HCSL到CML的转换

LVDS到CML的转换

LVDS输出通过100Ω电阻终端驱动±3.5mA电流，在CML接收器前面产生350mV摆幅电平（图6）。因为CML的标准摆幅是400mV，所以CML接收器能够接收350mV摆幅电平。此外，还必须确认CML接收器输入内部的自偏置。如果CML输入端的自偏置不存在，则必须在PCB上放置一个50Ω的电阻到VCC，用于CML偏置和传输线端接。

图6.LVDS到CML的转换

关于SiTime公司

SiTime 公司是全球领先的MEMS振荡器品牌，公司成立于2005年。在美国、荷兰、俄罗斯、乌克兰等全球多处设有研发中心，具有自己主知识产权的MEMS 谐振器晶圆在德国BOSCH生产，CMOS晶圆在中国台湾台积电生产。封装及测试有中国台湾日月光、马来西亚Carsem及新加坡UTAC。成立至今，已经开发具有独自专利的65种时钟产品种类，广泛应用于消费、工业、汽车、通信、航天航空等行业。

关于SiTime大中华区样品中心（简称：SiTime样品中心）

SiTime全硅MEMS振荡器已累计出货超过十亿片，越来越多的全球一流电子厂商正受益于SiTime所提供的优越价值，并一致认为SiTime是最优的时钟选择！

为更好的服务与支持越来越多的客户应用，SiTime公司与晶圆电子（Jointech）共同合作成立“SiTime样品中心”，并推出24小时急速样品服务。可提供免费样品、现货直采、替代选型、技术支持等服务！

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