LVPECL与LVDS电平互连：直流与交流耦合设计指南

光特通信光模块-小熙

发布于 2025-08-04 16:45:34

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1. LVPECL 与LVDS 的互连

1.1 LVPECL 与LVDS 的直流耦合

LVPECL 到LVDS 的直流耦合结构需要一个电阻网络，如图5 中所示，设计该网络时有这样几点必须考虑：首先，我们知道当负载是50Ω接到VCC-2V 时，LVPECL 的输出性能是最优的，因此我们考虑该电阻网络应该与最优负载等效；然后我们还要考虑该电阻网络引入的衰减不应太大，LVPECL 输出信号经衰减后仍能落在 LVDS 的有效输入范围内。注意 LVDS 的输入差分阻抗为 100Ω，或者每个单端到虚拟地为 50Ω(图1所示)，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。LVPECL 到 LVDS 的直流耦合所需的电阻网络需满足下面方程组：

图1 LVPECL到LVDS的直流耦合

考虑VCC = +3.3V 情况，解上面的方程组得到：R1 = 182Ω，R2 = 47.5Ω，R3 = 47.5Ω，VA = 1.13V，

RAC = 51.5Ω，RDC =62.4Ω，增益 = 0.337。通过该终端网络连接LVPECL 输出与LVDS 输入时，实测得VA =2.1V，VB = 1.06V。假定LVPECL 差分最小输出电压为930mV，在LVDS 的输入端可达到313mV，能够满足LVDS 输入灵敏度要求。考虑信号较大时，如果LVPECL 的最大输出为1.9V，LVDS 的最大输入电压则为640mV，同样可以满足LVDS 输入指标要求。

LVDS 与LVPECL 之间采用直流耦合结构时，需要加一个电阻网络，如图2 所示。该电阻网络完成LVDS

输出电平(1.2V)到LVPECL 输入电平(VCC-1.3V)的转换。由于LVDS 的输出是以地为参考，而LVPECL 的输

入是以 VCC 为参考，这需要在构建电平转换网络时注意 LVDS 的输出不会对供电电源的变化敏感；另一个

问题是需要在功耗和速度方面折中考虑，如果电阻值(R1、R2、R3)取得较小，由电阻网络和LVPECL 输入寄

生电容构成的时间常数较小，允许电路在更高的速度下工作。但是，由于这些电阻上流过较大的电流，使得

总功耗增大。这时，LVDS 的输出性能容易受电源波动的影响。还有一个问题就是要考虑阻抗匹配和网络衰

减问题，电阻值可以通过下面的方程导出。