LVDS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

LVDS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

LVDS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者應(yīng)具備超高速單板設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)并了解差分信號的理論。設(shè)計(jì)高速差分板并不困難，下面將簡要介紹一下各注意點(diǎn)。

PCB板
(A）至少使用４層PCB板（從頂層到底層）：LVDS信號層、地層、電源層、TTL信號層；
（B）使TTL信號和LVDS信號相互隔離，否則TTL可能會耦合到LVDS線上，最好將TTL和LVDS信號放在由電源／地層隔離的不同層上；
（C）使LVDS驅(qū)動器盡可能地靠近連接器的LVDS端，即盡可能減小線路距離；
（D）保證LVDS器件電源質(zhì)量；使用分布式的多個(gè)電容來旁路LVDS設(shè)備，表面貼電容靠近電源／地層管腳放置；
（E）電源層和地層應(yīng)使用粗線；
（F）保持PCB地線層返回路徑寬而短；
（G）連接兩個(gè)系統(tǒng)的地層；

板上導(dǎo)線
（A） 微帶傳輸線（microstrip）和帶狀線（stripline）都有較好性能；
（B） 微帶傳輸線的優(yōu)點(diǎn)：一般有更高的差分阻抗、不需要額外的過孔；

差分線
（A）使用與傳輸媒質(zhì)的差分阻抗和終端電阻相匹配的受控阻抗線，并且使差分線對離開集成芯片后立刻盡可能地相互靠近（距離小于１０ｍｍ），這樣能減少反射并能確保耦合到的噪聲為共模噪聲；
（B）使差分線對的長度相互匹配以減少信號扭曲，防止引起信號間的相位差而導(dǎo)致電磁輻射；
（C）不要僅僅依賴自動布線功能，而應(yīng)仔細(xì)修改以實(shí)現(xiàn)差分阻抗匹配并實(shí)現(xiàn)差分線的隔離；
（D）盡量減少過孔和其它會引起線路不連續(xù)性的因素；
（E）避免將導(dǎo)致阻值不連續(xù)性的90°走線，使用圓弧或45°折線來代替；
（F）在差分線對內(nèi)，兩條線之間的距離應(yīng)盡可能短，以保持接收器的共模抑制能力。在印制板上，兩條差分線之間的距離應(yīng)盡可能保持一致，以避免差分阻抗的不連續(xù)性。

終端
（A）使用終端電阻實(shí)現(xiàn)對差分傳輸線的最大匹配，阻值一般在90～130Ω之間，系統(tǒng)也需要此終端電阻來產(chǎn)生正常工作的差分電壓；
（B）最好使用精度１～2%的表面貼電阻跨接在差分線上，必要時(shí)也可使用兩個(gè)阻值各為50Ω的電阻，并在中間通過一個(gè)電容接地，以更好濾去共模噪聲。如采用電纜傳輸信號時(shí)候，若環(huán)境干擾大，就可以用此方式。

未使用的管腳
所有未使用的LVDS接收器輸入管腳懸空，所有未使用的LVDS和TTL輸出管腳懸空，將未使用的TTL發(fā)送／驅(qū)動器輸入和控制／使能管腳接電源或地。

 媒質(zhì)（電纜和連接器）選擇
（A）僅就減少噪聲和提高信號質(zhì)量而言，平衡電纜（如雙絞線對）通常比非平衡電纜好；
（B）電纜長度小于0.5m時(shí)，大部分電纜都能有效工作；距離在0.5m～10m之間時(shí),CAT 3(Categiory 3)雙絞線對電纜效果好、便宜并且容易買到；距離大于10m并且要求高速率時(shí)，建議使用CAT 5雙絞線對。

在噪聲環(huán)境中提高可靠性設(shè)計(jì)
LVDS 接收器在內(nèi)部提供了可靠性線路，用以保護(hù)在接收器輸入懸空、接收器輸入短路以及接收器輸入匹配等情況下輸出可靠。但是，當(dāng)驅(qū)動器三態(tài)或者接收器上的電纜沒有連接到驅(qū)動器上時(shí)，它并沒有提供在噪聲環(huán)境中的可靠性保證。在此情況下，電纜就變成了浮動的天線，如果電纜感應(yīng)到的噪聲超過LVDS內(nèi)部可靠性線路的容限時(shí)，接收器就會開關(guān)或振蕩。如果此種情況發(fā)生，建議使用平衡或屏蔽電纜。
根據(jù)實(shí)際情況，正確分析設(shè)計(jì)發(fā)送/接收器的“門控端”，使發(fā)送接收數(shù)據(jù)器受控，當(dāng)不需要建立發(fā)送/接收鏈路時(shí)候，關(guān)閉接收器是避免干擾的有效途徑。