Il metodo di trasmissione elettrica delle informazioni utilizzando due segnali complementari è chiamato segnalazione differenziale.
È la tecnica in grado di inviare segnali elettrici simili, sotto forma di coppie differenziali, nei suoi conduttori. La segnalazione differenziale è ampiamente utilizzata in due tipi di schemi di comunicazione. Sono LVDS e TTL.
Punti chiave
- LVDS (Low Voltage Differential Signaling) è un metodo di trasmissione dati a bassa potenza e ad alta velocità, mentre TTL (Transistor-Transistor Logic) è una famiglia di circuiti logici digitali integrati.
- LVDS consuma meno energia ed è meno suscettibile al rumore, rendendolo adatto per trasferimenti di dati ad alta velocità, mentre TTL viene utilizzato per applicazioni a velocità inferiore.
- TTL ha un design più semplice, ma LVDS offre una migliore integrità del segnale e migliori prestazioni nelle applicazioni ad alta velocità.
LVDS contro TTL
La segnalazione differenziale a bassa tensione (LVDS) è un'unità standard tecnica che distingue le caratteristiche elettriche come la segnalazione differenziale. Funziona a bassa potenza e richiede cavi di rame intrecciati per funzionare ad alta velocità. È comunemente utilizzato negli LCD, nell'intrattenimento automobilistico, nei computer e nei sistemi di comunicazione. La logica transistor-transistor (TTL) utilizza un elevato consumo energetico, che esegue funzioni logiche e di amplificazione.
L'LVDS consuma circa 350 mV di tensione. LVDS fornisce resistenza intrinseca alle interferenze e pertanto i dispositivi possono utilizzare cavi più lunghi.
LVDS utilizza coppie di rame intrecciate che creano un elevato accoppiamento del campo elettromagnetico. Possono stabilizzare i picchi di tensione. A differenza del TTL, i tre punti di riferimento dell'LVDS non sono il suolo.
Mentre TTL utilizza l'alimentazione dal transistor di circa 5 V e consuma più energia in confronto.
TTL non fornisce resistenza intrinseca e quindi non può stabilizzare i picchi di tensione, il che può provocare un errore nei risultati binari. Poiché la modalità di trasmissione è parallela, richiede fili separati e aumenta il numero di fili.
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | LVDS | TTL |
|---|---|---|
| Distanza di trasmissione | Maggiore distanza di trasmissione | Minore distanza di trasmissione |
| Modo di trasmissione | Modalità seriale | Modalità parallela |
| Consumo di energia | Basso consumo energetico | Elevato consumo energetico |
| Punto di riferimento | Nessun utilizzo del sistema di terra per il segnale di riferimento | Utilizza la massa come segnale di riferimento |
| Applicazioni | Nel backplane ad alta velocità, trasmissioni come la distribuzione cablata, su scheda o di clock e ampiamente in parti di dispositivi di comunicazione e infotainment | Architettura di archiviazione seriale (SSA) ideata da IBM |
Cos'è l'LVDS?
LVDS sta per Segnalazione differenziale a bassa tensione. Si tratta di un'unità standard utilizzata per differenziare caratteristiche elettriche specifiche come la segnalazione seriale o differenziale.
Viene comunemente frainteso come un protocollo. L'LVDS richiede bassa potenza e alta velocità per funzionare ed è costituito da cavi di rame intrecciati. Viene utilizzato anche come livello di collegamento dati nella parte superiore del modello OSI.
LVDS è stato scoperto nel 1994 dal National Semiconductor ma ha guadagnato popolarità negli anni '1990.
Viene utilizzato come standard per il trasferimento dati ad alta velocità nei sistemi di infotainment come TV LCD, computer, tablet, videocamere e altri sistemi di comunicazione.
In precedenza tra gli ingegneri, il termine LVDS era stato scambiato per sinonimo di Flat Panel Display Link (FPD-Link). Le risoluzioni dei monitor dei computer prima dell'invenzione di LVDS mancavano di velocità più elevate per grafica e video.
La prima applicazione di LVDS risale al 1992, quando Apple Computer collaborò con National Semiconductor e sviluppò QuickRing. Era un bus ausiliario per dati video ad alta velocità.
Attualmente, LVDS viene utilizzato per sostituire PECL (Positive Emitter-Coupled Logic) nei sistemi multiprocessing interconnessi.
I dispositivi LVDS senza condizionamento del segnale possono ricevere l'equalizzazione e la trasmissione fino a diversi metri (circa 16-20 metri) e offrire una velocità inferiore a 155.5 Mbps in un'interfaccia generale a bassa potenza.
Che cos'è TTL?
TTL sta per logica transistor-transistor. È installato nei dispositivi elettronici per essere resistente al rumore. TTL è single-ended. Il riferimento del TTL è la terra del sistema.
Il livello di tensione può scendere da 0-0.8 volt a 2-5 volt. Il TTL segue un principio simile a quello dell'LVDS ma funziona su diversi livelli di tensione.
TTL viene utilizzato nella segnalazione a lunga distanza. È efficiente nella rimozione della tensione indotta indesiderata e rimane solo la tensione dal lato del conducente. Il tipo differenziale di TTL può formare un anello di corrente nella coppia di fili.
Non avviene alcuno scambio di corrente tra il ricevitore e il driver e la corrente del segnale deve ritornare al collegamento di terra.
La logica utilizzata in TTL è la codifica binaria con presenza o assenza di tensione. Il riferimento è il sistema di terra, che determina il binario, sia 1 che 0.
TTL è soggetto a picchi di tensione durante la trasmissione dei dati, quindi fornisce valori binari errati. TTL inoltre non utilizza livelli di tensione inferiori.
TTL segue una modalità di trasmissione parallela. La sua modalità di trasmissione richiede un numero di fili più lungo e maggiore. Non può supportare una maggiore distanza di trasmissione. TTL inoltre non fornisce metodi per abbassare i livelli di tensione.
Principali differenze tra LVDS e TTL
- La forma completa di LVDS è la segnalazione differenziale a bassa tensione, mentre la forma completa di TTL è la logica transistor-transistor.
- I dispositivi che utilizzano LVDS hanno un numero di cavi più lungo e maggiore, mentre i dispositivi che utilizzano TTL hanno un numero di cavi più corto e minore.
- LVDS utilizza livelli di tensione più bassi, mentre TTL utilizza livelli di tensione più elevati.
- LVDS è creato per essere più resistente alle interferenze, mentre TTL non è resistente alle interferenze.
- LVDS trasmette informazioni in modalità seriale e può riunire diversi segnali in uno solo, mentre TTL trasmette informazioni in modalità parallela.
- https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5988-4797EN.pdf
- http://www.hep.ucl.ac.uk/~mp/ELECTRONICS/LVDS_Techn_App_note_AN-971.pdf
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