Bei Low-Voltage Differential Signaling (LVDS) handelt es sich um eine moderne Technologie, die den Anforderungen der heutigen Hochleistungs-Datenübertragungsanwendungen in besonderer Weise gerecht wird. Es handelt sich dabei um ein elektrisches Niederspannungs-Differenzial-Signalisierungssystem mit sehr hohen Geschwindigkeiten, die über preiswerte, paarweise verdrillte Kupferlitzkabel laufen können. Diese verdrillten Paare halten die für LVDS-Datensignale erforderliche Differenzimpedanz von 100 Ohm aufrecht. LVDS hat sich zu einem bevorzugten Differenzialstandard entwickelt, da es hohe Datenraten bei geringerem Stromverbrauch als andere Schnittstellentechnologien ermöglicht. Die Technologie nutzt analoge Hochgeschwindigkeits-Schaltungstechniken, um Multi-Gigabit-Datenübertragungen auf Kupferverbindungen zu ermöglichen und ist mittlerweile ein allgemeiner Schnittstellenstandard für Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen. Vor diesem Hintergrund ist der LVDS-Standard der beliebteste Standard für die differenzielle Datenübertragung in der Industrie.
Vorteile von LVDS Kabel
LVDS-Kabel werden in elektronischen Consumer-Produkten wie Computern häufig genutzt. Breite Verwendung finden diese in Netzwerken und analogen Videoschnittstellen. Die Länge der Datenübertragungskabel kann von 1,00 Zoll bis zu mehreren Metern (6-7) betragen, je nach Struktur und Anforderung des LVDS-Systems.
Im Einzelnen bieten LVDS-Kabel die folgenden Vorteile:
- kompatibel zu Niederspannungsnetzteilen
- geringe Rauschentwicklung
- hohe Rauschunterdrückung
- robuste Übertragungssignale
- können in ICs auf Systemebene integriert werden
Wie arbeitet ein LVDS-System?
LVDS ist ein differenzielles Signalisierungssystem. Es überträgt zwei unterschiedliche Spannungen, die am Ende der Übertragung beim Receiver verglichen werden. LVDS nutzt die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Leitungen, um die Informationen zu kodieren. Die in LVDS verwendeten differentiellen Daten sind weniger anfällig für Gleichtaktstörungen als die Single-Ended-Verfahren. Im Gegensatz zu Single-Ended-Verfahren werden bei der differentiellen Übertragung zwei Leitungen mit entgegengesetzten Strom-/Spannungsschwankungen verwendet, um Daten zu übertragen.
Der Vorteil des differenziellen Ansatzes bei LVDS besteht darin, dass Rauschen in der Regel gleichmäßig auf die beiden Kabel eingekoppelt wird und anschließend von den Receivern zurückgewiesen wird. Der Empfänger achtet nur auf die Differenz zwischen den beiden Signalen. Die Differenzsignale strahlen auch weniger Rauschen ab, da die erzeugten Magnetfelder im Vergleich zu Single-Ended-Signalen aufgehoben werden. Wenn Leitungsrauschen und elektromagnetische Störungen ein Problem darstellen, kann die Abschirmung der gesamten Kabelbaugruppe sowie die Einführung von Methoden wie Ferritperlen und Drain-Drähten eine Lösung sein. Die Abschirmung trägt nicht nur dazu bei, das von den LVDS-Kabeln erzeugte Rauschen zu beseitigen, sondern verhindert auch, dass andere elektronische Komponenten mit den Kabeln „sprechen“ und so die Bildqualität und die Kabelfunktion beeinträchtigen.
Anwendungsgebiete von LVDS-Kabeln
LVDS-Kabel sind die beste Wahl, wenn nur wenig Strom verbraucht wird und eine große Datenmenge übertragen werden muss. LVDS-Systeme und -Kabel werden hauptsächlich in Computern eingesetzt. Bevor LVDS-Kabelbaugruppen eingeführt wurden, war die Datenübertragungsrate zu langsam und die Kabel beanspruchten mehr Platz.
Heute wird LVDS von SCSI-Standards unterstützt. Dadurch können für LVDS gebaute Kabelbaugruppen höhere Datenraten und größere Kabellängen unterstützen.
LVDS-Kabelbaugruppen werden auch in Videoschnittstellengeräten verwendet. Sie werden üblicherweise für die Übertragung von Videodaten von Grafikkarten zu Computermonitoren, insbesondere LCD-Bildschirmen, FPD-Link- oder OpenLDI-Standards verwendet. Diese LVDS-Standards erlauben einen maximalen Pixeltakt von 112 MHz, was für eine Bildschirmauflösung von 1400 x 1050 (SXGA+) bei 60 Hz Refresh ausreicht. Ein Dual-Link kann die maximale Bildschirmauflösung auf 2048 x 1536 (QXGA) bei 60 Hz erhöhen. FPD-Link funktioniert mit Kabellängen bis zu etwa 5 m, LDI erweitert diese auf etwa 10 m.
Bei den Embedded Boards von Icop ist LVDS als Schnittstellen-Standard verfügbar.
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