LVDS

Was bedeutet LVDS?

LVDS steht für Low Voltage Differential Signaling und beschreibt ein Verfahren zur Übertragung digitaler Signale mit niedriger Spannung und als Differenzsignal. Dabei werden zwei Leitungen als Paar genutzt: Nicht die absolute Spannung einer einzelnen Leitung ist entscheidend, sondern der Spannungsunterschied zwischen beiden.

Vereinfacht lässt sich LVDS wie ein „Zweiervergleich“ beschreiben: Statt zu prüfen, ob eine Leitung „hoch“ oder „niedrig“ ist, wird betrachtet, welche der beiden Leitungen gerade etwas höher ist. Störungen, die beide Leitungen ähnlich beeinflussen (z. B. elektromagnetische Einstrahlung), heben sich dadurch weitgehend auf.

Wofür wird LVDS eingesetzt?

LVDS wird eingesetzt, wenn Daten schnell, zuverlässig und mit guter Störfestigkeit übertragen werden sollen – häufig über Kabel oder über Leiterbahnen auf einer Leiterplatte.

• Display-Anbindungen innerhalb von Geräten, z. B. zwischen Prozessor-/Grafik-Teil und Display-Panel (insbesondere bei internen Verbindungen).
• Kamera- und Sensoranbindungen in Systemen, in denen Bild- oder Messdaten übertragen werden.
• Industrie- und Embedded-Systeme, bei denen robuste Datenübertragung im Umfeld von Motoren, Schaltreglern oder langen Leitungswegen wichtig ist.
• Board-to-Board-Verbindungen oder Backplane-ähnliche Strukturen, wenn klassische Single-Ended-Signale an Grenzen stoßen.

Wie funktioniert LVDS in der Praxis?

In der Praxis besteht eine LVDS-Verbindung typischerweise aus einem Treiber (Sender), einem differentiellen Leitungspaar und einem Empfänger. Die Signalinformation wird als Polarität bzw. Differenzspannung auf dem Leitungspaar übertragen, meist mit relativ kleinen Spannungspegeln. Dadurch sinkt die abgestrahlte Störenergie, und gleichzeitig steigt die Unempfindlichkeit gegen externe Störungen.

Für eine stabile Übertragung spielen mehrere Punkte eine Rolle, die in Entwicklung und Fertigung berücksichtigt werden:

• Impedanzführung: Leiterbahnbreite, Abstand und Lagenaufbau beeinflussen die Leitungsimpedanz. Abweichungen können Signalreflexionen verursachen.
• Längenabgleich: Beide Leitungen eines Paares sollten ähnlich lang sein, damit Signale zeitgleich am Empfänger ankommen (Timing/Skew).
• Stecker, Kabel und Terminierung: Übergänge (Stecker, Kabel) und Abschlusswiderstände beeinflussen Signalqualität und Robustheit.
• EMV-gerechtes Gesamtdesign: Masseführung, Rückstrompfade und die Nähe zu Störquellen (z. B. DC/DC-Wandler) entscheiden mit über die Zuverlässigkeit.

In der Elektronikfertigung wirkt sich LVDS zudem auf Prüfbarkeit und Qualitätssicherung aus: Je nach Baugruppe sind geeignete Testpunkte, Messmethoden und Prüfadapter notwendig, um Signalpfade nachvollziehbar prüfen zu können.

Warum ist LVDS für Unternehmen relevant?

LVDS ist vor allem dann relevant, wenn Projekte eine Kombination aus hoher Datenrate, Störfestigkeit und geringer Leistungsaufnahme benötigen. Das wirkt sich direkt auf zentrale Unternehmensziele aus:

• Zuverlässigkeit: Differenzielle Übertragung reduziert Störeinflüsse – wichtig für stabile Systeme im Feld.
• Qualität und EMV-Risiko: Ein sauber ausgelegtes LVDS-Layout kann EMV-Probleme und spätere Re-Designs vermeiden.
• Kosten: Weniger EMV-Nacharbeit, weniger Fehlersuche und stabilere Serienprozesse senken indirekte Projektkosten.
• Time-to-Market: Klare Designregeln (Impedanz, Längenabgleich, Terminierung) und frühe Abstimmung zwischen Entwicklung und Fertigung verkürzen Iterationsschleifen.

Im Zusammenspiel von Schaltungsentwicklung, Layout und Fertigungsanforderungen ist LVDS ein typisches Beispiel dafür, wie technische Schnittstellenentscheidungen spätere Teststrategie, Prozessstabilität und Serienqualität beeinflussen. Mehr zum Zusammenspiel dieser Themen findet sich im Überblick zur Elektronikentwicklung.