更新时间：2022-08-25 17:19
LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。
几十年来，5V供电的使用简化了不同技术和厂商逻辑电路之间的接口。然而，随着集成电路的发展和对更高数据速率的要求，低压供电成为急需。降低供电电压不仅减少了高密度集成电路的功率消耗，而且减少了芯片内部的散热，有助于提高集成度。减少供电电压和逻辑电压摆幅的一个例子是低压差分信号(LVDS)。LVDS物理接口使用1.2V偏置提供400mV摆幅的信号(使用差分信号的原因是噪声以共模的方式在一对差分线上耦合出现，并在接收器中相减从而可消除噪声)。LVDS驱动和接收器不依赖于特定的供电电压，因此它很容易迁移到低压供电的系统中去，而性能不变。
液晶彩电Scaler电路中输出的数字视频信号中，除了包括图像信号之外，还包括行同步、场同步、像素时钟等信号，其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHz。采用TTL接口，数据传输速率不高，传输距离较短，且抗电磁干扰（Electromagnetie Interference，EMI）能力也比较差，会对图像造成一定的影响；另外，TTL多路数据信号采用排线的方式来传送，整个排线数量达几十路，不但连接不便，而且不适合超薄化的趋势。
为了实现数据的高速率、低噪声、远距离、高准确度的传输，人们开始寻找新的数据传输方式，于是LVDS接口技术应运而生。LVDS是英文Low Voltage Differential Signaling的缩写，它是一种低压差分信号技术接口，是美国NS（美国国家半导体公司）为克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。
LVDS接口利用非常低的电压摆幅（约350mV）在2条PCB走线或者一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输，即低压差分信号传输，采用LVDS接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。
在液晶彩电中，LVDS接口电路位于液晶彩电Scaler电路与液晶面板之间，它由主板侧的LVDS信号发送电路（发送器）和液晶面板侧的接收电路（接收器）共同组成。LVDS发送器将Scaler输出的TTL电平并行RGB数据信号和控制信号转换成低电压串行LVDS信号，然后通过主板与液晶面板之间的柔性电缆（排线）将信号传送到液晶面板侧的LVDS接收器，LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号送往后续电路（一般是定时控制器TCON）。如《LVDS接口电的简化路示意图》所示。
发送器主要完成TTL信号到LVDS信号的转换，接收器主要完成LVDS信号到TTL信号的转换，互连器包含电缆、PCB上差分导线对以及匹配电阻。
LVDS发送器由一个驱动差分线对的电流源组成通常电流为3.5mA，LVDS接收器具有很高的输入阻抗，因此发送器输出的电流大部分都流过匹配电阻，并在接收器的输入端产生大约350mV的电压。当驱动器翻转时，它改变流经电阻的电流方向，因此产生有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。
不管使用的LVDS互连单元是PCB线对还是电缆，都必须采取措施，防止信号在互连单元终端发生反射，同时减少电磁干扰。LVDS要求使用一个与互连单元相匹配的电阻，该电阻终止了环流信号，应该将它尽可能靠近接收器输入端放置。
在液晶彩电实际电路中，发送器一般为一单独的芯片或集成在Scaler芯片中，位于主板电路中；接收器一般为一单独芯片，位于液晶屏内部电路板中；互连单元主要是指连接主板与液晶板的信号电缆线。
在设计中应用好LVDS接口产品，充分发挥其技术优点，优化系统设计，需要注意以下几点。
PCB布线总的原则是：阻抗要匹配。这是非常重要的。差分阻抗的不匹配会产生反射。会减弱信号并增加共模噪声。线路上的共模噪声将得不到差分线路磁场的抵消而产生电磁辐射。以下是PCB板设计中需注意的问题：
（1）至少用4层PCB板。将LVDS信号、地、电源、TTL信号分层布局；
（2）使TTL信号和LVDS信号相互隔离。否则TTL可能会耦合到LVDS线上，最好将TTL和LVDS信号放在由电源、地层隔离的不同层上；
（3）保持发送器和接收器尽可能靠近接插件。连线长度愈短愈好[(小于37.6mm(1.5英寸)]。以保证板上噪声不会被带到差分线上。而且避免电路板及电缆线间的交叉EMI干扰；
（4）旁路每个LVDS器件。分布式散装电容或表贴电容放在尽量靠近电源和地线引脚处；
（5）电源层和地层应使用粗线。保持PCB地线层返回路径宽而短；
（6）终端负载用100Ω(误差<2%)表贴电阻靠近接收器输入端来匹配传输线的差分阻抗。终端电阻到接收器输入端的距离应小于7mm；
（7）将所有空闲引脚开路(悬空)。
（1）使用与传输媒质的差分阻抗和终端电阻相匹配的受控阻抗线，并且使差分线对离开集成芯片后立刻尽可能地相互靠近(距离小于10mm)，这样能减少反射并能确保藕合到的噪声为共模噪声。
（2）使差分线对的长度相互匹配，以减少信号扭曲，防止引起信号间的相位差而导致电磁辐射。
（3）尽量减少过孔和其它会引起线路不连续性的因素。
（4）避免使用90“的走线，这将导致阻值的不连续。
与TTL接口相同，LVDS接口电路也分为单路传输RGB数据和奇/偶像素双路传输RGB数据两种方式（也称单端口LVDS、双端口LVDS，1像素LVDS和2像素LVDS）。如果再考虑到输出位数（6bit、8bit、10bit），LVDS接口电路的类型可分为以下几种：
（1）单路6位LVDS位接口
用来驱动6bit液晶面板，使用单路方式传输RGB数据。也称18位（R、G、B各6位）LVDS接口。
（2）双路6位LVDS接口
用来驱动6bit液晶面板，使用奇/偶像素双路方式传输RGB数据。也称36位（奇/偶RGB各6位）LVDS接口。
（3）单路8位LVDS位接口
用来驱动8bit液晶面板，使用单路方式传输RGB数据。也称24位LVDS接口。
（4）双路8位LVDS接口
用来驱动8bit液晶面板，使用奇/偶像素双路方式传输RGB数据。也称48位LVDS接口。
（5）单路10位LVDS接口
单10位LVDS接口用来驱动10bit液晶面板，使用单路方式传输10bit的RGB数据（RO~R9、GO-G9、B0~B9）。
（6）双路10位LVDS接口
双10位LVDS接口用来驱动10bit液晶面板，使用双路方式传输10bit的RGB数据（奇路为：RO0~RO9、GO0~G09、B00~B09，偶路为：REO~RE9、GEO~GE9、BEO～BE9）。
如《CMOS和 LVDS信号波形比较图》所示，显示了在传输数据时CMOS和LVDS信号的波形。CMOS的电压是全摆幅，而LVDS信号的电压摆幅只有0.35V，恒流源模式低摆幅输出意味着LVDS有高速驱动能力。
LVDS差分驱动器在传输线上流过大小相等、极性相反的电流，电流在该线对内返回，产生极低的电磁干扰。当差分传输线耦合时，串入信号作为共模电压出现在接收器输入口，能有效抑制共模噪声。如图《LVDS共模输入噪声抵消原理》所示，说明LVDS差分信号如何消除共模干扰。
LVDS电路用CMOS工艺实现，静态功耗低。
单向点对点（point-to-point），这是典型的应用模式，每个点到点连接的差分对由一个驱动器、互连器和接收器组成。驱动器和接收器主要完成TTL信号和LVDS信号之间的转换。互连器包含电缆、PCB上差分导线对以及匹配电阻。单向点对点应用模式是芯片间、插件间、机架间通讯的理想接口。
双向点对点，即能通过一对双绞线实现双向的半双工通信。可以由标准的LVDS的驱动器和接收器构成。但更好的办法是采用总线LVDS驱动器，即BlVDS，这是为总线两端都接负载而设计的。
多分支形式（multidrop），即一个驱动器连接多个接收器。当有相同的数据要传给多个负载时，可以采用这种应用形式。
多点结构（multipoint），即此时多点总线支持多个驱动器，也可以采用BLVDS驱动器。它可以提供双向的半双工通信，但是在任一时刻，只能有一个驱动器工作。因而发送的优先权和总线的仲裁协议都需要依据不同的应用场合，选用不同的软件协议和硬件方案。