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1、差分晶振一般用在高速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)合，常見的有LVDS、LVPECL、HCSL、CML等多種模式。這些差分技術(shù)都有差分信號(hào)抗干擾性及抑制EMI的優(yōu)點(diǎn)，但在性能、功耗和應(yīng)用場(chǎng)景上有很大的區(qū)別。下圖列舉了的幾種差分信號(hào)技術(shù)和它們的主要參數(shù)。

LVDS信號(hào)的擺幅低，為±350mv, 對(duì)應(yīng)功耗很低。但速率可達(dá)3.125Gbps。總的來說電路簡(jiǎn)單、功耗和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，使LVDS成為幾十Mbps及至3Gbps應(yīng)用的。

LVPECL信號(hào)的擺幅為±800mv或更高,所以其功耗是大于LVDS信號(hào)的。 但同樣也據(jù)有更高的驅(qū)動(dòng)能力，可應(yīng)用于10Gbps的高速數(shù)據(jù)傳輸。

CML（Current Mode Logic）信號(hào)主要靠電流驅(qū)動(dòng)，它的輸入和輸出是匹配好的，從而減少了外圍器件，使用時(shí)直接連接就可以，是高速數(shù)據(jù)接口形式中的一種。如XAUI、10G XFI接口均采用CML電平。

2、LVDS、LVPECL、CML比較
三種電平都是高速設(shè)計(jì)中常用的電平，但各有特色：

驅(qū)動(dòng)模式：都屬于電流驅(qū)動(dòng)

外部端接：CML，一般無需外部端接，直接連接即可；LVDS次之，需在接收端增加一個(gè)100Ω的終結(jié)電阻（內(nèi)置的不需要）；LVPECL最復(fù)雜，其輸出端需偏置到VCC-2V，輸入端需偏置到VCC-1.3V。

功耗：LVDS差分對(duì)擺幅最小，因此功耗也最小，在相同工作速率下，功耗不到LVPECL的三分之一；CML和LVPECL差分對(duì)擺幅相對(duì)較大，且內(nèi)部三極管工作于非飽和狀態(tài)，功耗較大，基于結(jié)構(gòu)上的差異，CML的功耗低于LVPECL。

工作速率：由于CML和LVPECL內(nèi)部三極管工作于非飽和狀態(tài)，邏輯翻轉(zhuǎn)速率高，能支持更高的數(shù)據(jù)速率；同時(shí)，由于LVDS差分對(duì)的輸入擺幅較小（LVDS為100mV，LVPECL為310mV，CML為400mV；輸出擺幅：LVDS為350mV，LVPECL為800mV，CML為800mV），噪聲容限較小，不利于高速傳輸。

耦合方式：都支持直流耦合和交流耦合

3、各信號(hào)模式之間的轉(zhuǎn)換
LVPECL到CML的轉(zhuǎn)換
如圖1所示，在LVPECL驅(qū)動(dòng)器輸出端向GND處放置一個(gè)150Ω的電阻對(duì)于開路發(fā)射極提供直流偏置以及到GND的直流電流路徑至關(guān)重要。為了將800mV LVPECL擺幅衰減到400mV的CML擺幅，需在150Ω電阻之后放置一個(gè)50Ω的衰減電阻（RA），以衰減LVPECL擺幅電平的一半。另外，必須確認(rèn)CML接收器輸入內(nèi)部的自偏置。如果CML輸入端的自偏置不存在，則必須在PCB上放置50Ω的端接電阻到VCC，用于CML偏置和傳輸線端接。

圖1.LVPECL到CML的轉(zhuǎn)換

LVPECL到LVDS的轉(zhuǎn)換
在LVPECL驅(qū)動(dòng)器輸出端向GND放置一個(gè)150Ω電阻，對(duì)于開路發(fā)射極提供直流偏置以及到GND的直流電流路徑至關(guān)重要（圖2）。為了將800mV LVPECL擺幅衰減到325 mV LVDS擺幅，必須在150Ω電阻器之后放置一個(gè)70Ω的衰減電阻。應(yīng)在LVDS接收器前面放置一個(gè)10nF交流耦合電容，以阻止來自LVPECL驅(qū)動(dòng)器的直流電平。LVDS輸入需要重新偏置，可以通過向GND放置8.7KΩ電阻連接到3.3V和5KΩ電阻到GND來實(shí)現(xiàn)LVDS接收器輸入共模的1.2V直流電平。如果LVDS接收器差分輸入引腳上已經(jīng)存在有100Ω電阻，則不需要外部100Ω電阻。

圖2.LVPECL到LVDS的轉(zhuǎn)換

LVPECL到HCSL的轉(zhuǎn)換
如圖3所示，在LVPECL驅(qū)動(dòng)器輸出端向GND放置一個(gè)150Ω電阻對(duì)于開路發(fā)射極提供直流偏置以及到GND的直流電流路徑至關(guān)重要。為了將800mV的LVPECL擺幅衰減到700mV的HCSL擺幅時(shí)，必須在150Ω電阻之后放置一個(gè)衰減電阻（RA =8Ω）。應(yīng)在HCSL接收器前面放置一個(gè)10nF交流耦合電容，以阻止來自LVPECL驅(qū)動(dòng)器的直流電平。放置交流耦合電容后，HCSL輸入需要重新偏置，可以通過將470Ω電阻連接3.3V和56Ω電阻到GND上來實(shí)現(xiàn)HCSL接收機(jī)輸入共模的350 mV直流電平。

圖3.LVPECL到HCSL的轉(zhuǎn)換

HCSL到LVDS的轉(zhuǎn)換
在圖4中，每個(gè)HCSL輸出引腳在0和14mA之間切換。當(dāng)一個(gè)輸出引腳為低電平（0）時(shí)，另一個(gè)為高電平（驅(qū)動(dòng)14mA）。HCSL驅(qū)動(dòng)器的等效負(fù)載電阻為48Ω，與50Ω并聯(lián)，相當(dāng)于23.11Ω。LVDS輸入的擺幅為14mAx23.11Ω= 323mV。應(yīng)在LVDS接收器前放置一個(gè)10nF交流耦合電容，以阻止來自HCSL驅(qū)動(dòng)器的直流電平。放置交流耦合電容后，LVDS輸入需要重新偏置，可以通過將一個(gè)8.7KΩ電阻連接到3.3V和5KΩ電阻連接到GND來實(shí)現(xiàn)LVDS接收器輸入共模的1.2V 直流電平。如果LVDS接收器差分輸入引腳上已經(jīng)存在有100Ω電阻，則不需要外部100Ω電阻。

圖4.HCSL到LVDS的轉(zhuǎn)換

HCSL到CML的轉(zhuǎn)換
在圖5中，每個(gè)HCSL輸出引腳在0和14mA之間切換， 當(dāng)一個(gè)輸出引腳為低電平（0）時(shí)，另一個(gè)為高電平（驅(qū)動(dòng)14mA）。HCSL驅(qū)動(dòng)器的等效負(fù)載電阻為68Ω，與50Ω電阻并聯(lián)，相當(dāng)于28.81Ω。CML輸入的擺幅為14mAx28.81Ω= 403mV。 應(yīng)在CML接收器前面放置一個(gè)10nF交流耦合電容，以阻止來自HCSL驅(qū)動(dòng)器的直流電平。另外，必須確認(rèn)CML接收器輸入內(nèi)部的自偏置。如果沒有CML輸入端的自偏置，則必須在CML偏置和傳輸線端接的PCB上放置一個(gè)50Ω的端接電阻到VCC。

圖5HCSL到CML的轉(zhuǎn)換

LVDS到CML的轉(zhuǎn)換
LVDS輸出通過100Ω電阻終端驅(qū)動(dòng)±3.5mA電流，在CML接收器前面產(chǎn)生350mV擺幅電平（圖6）。因?yàn)镃ML的標(biāo)準(zhǔn)擺幅是400mV，所以CML接收器能夠接收350mV擺幅電平。此外，還必須確認(rèn)CML接收器輸入內(nèi)部的自偏置。如果CML輸入端的自偏置不存在，則必須在PCB上放置一個(gè)50Ω的電阻到VCC，用于CML偏置和傳輸線端接。

圖6.LVDS到CML的轉(zhuǎn)換