LVDS是一种非常重要的电子接口技术，广泛应用于高速数据传输领域。

一、LVDS 是什么？

全称： 低电压差分信号 (Low-Voltage Differential Signaling)

本质： 一种电气信号传输标准，而非一种完整的接口协议。它定义了如何用低电压和差分方式来表示二进制数据（0和1）。

发布： 由美国国家半导体公司（National Semiconductor，现已被TI收购）在1994年提出，并最终成为IEEE标准 ANSI/TIA/EIA-644。

二、核心工作原理

LVDS的核心在于“低电压”和“差分传输”。

差分传输 (Differential Signaling):

使用一对紧密耦合的走线（D+和D-）来传输一个信号。

驱动器（发送端）会同时产生两个幅度相等、相位相反的信号。

逻辑“1”： D+比D-电压高。

逻辑“0”： D-比D+电压高。

接收器（接收端）检测的是这对信号之间的电压差，而不是它们对地的电压。

低电压 (Low-Voltage):

典型的电压摆幅非常小，通常在250mV ~ 450mV之间（即差分信号 Vdiff = Vp - Vn 的幅度）。

共模电压（即 (Vp + Vn)/2）通常在1.2V左右。

三、主要技术特点与优势

基于其工作原理，LVDS拥有以下显著优点：

高抗噪声能力：

由于是差分传输，任何同时耦合到两条线路上的共模噪声（如电源噪声、EMI）会被接收器有效抑制。噪声几乎同时出现在D+和D-上，电压差 (Vp+噪声) - (Vn+噪声) = Vp - Vn 保持不变。

低功耗：

低电压摆幅意味着驱动电流小（通常仅3.5mA恒流源），开关所需的能量也少，因此功耗极低。

高数据传输速率：

低电压摆幅使得信号切换速度非常快，能够支持从几百Mbps到数Gbps的高速数据传输。

低电磁干扰 (EMI)：

差分信号的电场和磁场在外部空间相互抵消，辐射的EMI噪声远低于单端信号（如CMOS、TTL）。

低电压摆幅也进一步降低了辐射强度。

强大的驱动能力：

尽管电压低，但恒流源驱动方式使其能够驱动相对较重的负载（如50Ω终端电阻）和较长的电缆。

四、典型电路结构

一个点到点的LVDS通道通常包括：

发送器 (LVDS Driver)： 一个恒流源（通常3.5mA），根据输入数据切换电流流向D+或D-线。

传输介质： 通常是一对特性阻抗为100Ω的差分PCB走线或电缆。

接收器 (LVDS Receiver)： 一个高输入阻抗的差分放大器，检测D+和D-之间的电压差，并将其转换为CMOS/TTL电平的输出信号。

终端电阻： 在接收端，通常在两条线之间连接一个100Ω的匹配电阻，以消除信号反射，保证信号完整性。

五、常见应用领域

LVDS技术因其优良特性，被广泛应用于对速度、功耗和抗干扰性有高要求的场景：

液晶显示器 (LCD) 接口：

这是LVDS最广为人知的应用。主板上的显卡（或显示芯片）通过一个LVDS接口板（LVDS Board） 将并行RGB数据转换为几对串行LVDS差分信号，传输给液晶面板的时序控制器（TCON）。这极大地减少了连接线的数量。

高速数据采集与传输：

摄像机、扫描仪、医学成像设备（如X光机、MRI）中的传感器数据读取。

背板通信 (Backplane Communication)：

在通信设备、服务器和大型交换机的背板上，用于板卡之间的高速数据传输。

汽车电子：

用于车载信息娱乐系统（中控大屏）、摄像头和显示器之间的连接。

通用高速串行通信：

许多专用的芯片间（Chip-to-Chip）通信链路。

LVDS是一种非常成熟、可靠且高效的物理层数据传输技术。它通过巧妙的低压差分设计，完美地平衡了高速、低功耗、低噪声和高抗干扰的需求。虽然在消费电子领域正逐渐被更新的标准（如eDP, MIPI）所取代，但在工业控制、汽车电子、医疗设备和专业显示等领域，LVDS因其稳定性和鲁棒性，仍然占据着重要地位。