LVDS

本文转自：http://www.edacn.net/html/63/26863-1291.html LVDS布板指导 LVDS布局&布线应该考虑的因素： 1．差分走线； 2. 阻抗匹配； 3. 串扰(crosstalk)：4. 电磁干扰（EMI）； 一：差分走线： 1. 使反射尽量最小，并使共模噪声反射尽可能存在；差分走线越近越好；避免差分走线阻抗不均匀（阻抗变化，直角线）；整个走线工程应该保持差分线的宽度保持不变。 2. 为了减少倾斜(skew)，两差分线的长度应该保持一致，否则导致终端相位有差异，降低系统的性能。 3. 尽量减少信号路径中的过孔(Via)的数量＆阻抗的不均匀。 4. 任何寄生负载（比如：寄生电容）应该在同一差分对中保持一致。 5. 应用45°角走线代替90°脚走线。 二： 阻抗匹配： 阻抗不匹配将导致共模噪声的增加并且产生电磁干扰（EMI），所以应该选择一匹配电阻＆差分线的阻抗相一致。（100Ohm）. 1. 在原理发送端的地方放一匹配电阻（100Ohm）; 2. 应用0603或者0805尺寸的芯片电阻； 3. 终端阻抗＆终端的距离应小于7mm，尽可能那的靠近接收端； 三：差分信号＆单端信号的串扰： 1. 为了避免单端信号＆LVDS信号产生串扰，应尽量使二者分层。如果单端信号＆差分信号走的太近，将会产生共模噪声，从而造成接收端的假出发，降低信号的质量，减少信号的噪声冗余量。 2. 如果两者在同一层，应使两者至少相距12mm.VCC＆GND也应该分开。 图1： 四：电磁干扰（EMI）： 走线的电磁辐射可以产生横向电磁波，这种波如果逃脱屏蔽就会导致电磁兼容（EMC）的失败。单端传输（比如：CMOS，TTL）所有暴露的线都能产生辐射，横向波伴随在这些走线的周围，一旦逃脱系统就会产生电磁干扰的问题。 LVDS走线彼此能相互消弱电磁波，成对出现，只有在边缘区域才能产生逃逸的现象，因此LVDS走线作为传输系统对单端传输（COMS，TTL）电磁干扰较少。 电磁干扰方面微带线＆带状线的优点： 微带线差分对下面的地平面的能有效地降低EMI，带状线上下均是地平面，能获得叫好的电磁干扰性能，但是有如下缺点： 1． 较长的传输时间（1.5倍于微带线）； 2． 需要较多的过孔； 3． 要求较多的层； 4． 需要的精确的100欧姆的匹配电阻较难实现； 为了更好的耦合电磁波，微带线＆带状线的尺寸应该满足如下： 图2： 差分对想要较好的耦合需要的条件： S<2W; S 2S: 总 的 指 导 原 则 （电源＆布局） 1) 在低频（500－600MHz）时，选用FR－4材料制造；在更高速度的时候选用G－FEK或者Teflon来设计生产。 2) 用旁路电容旁路所有的电源平面，旁路电容的大小由电源噪声的频谱决定，所选用的电容应该能虑去最大功率的部分（通常在100－300MHz）。典型的利用10UF，3V的Ta电容。。 3) 所有的电源的VCC—CKLK＆VCC－CKOUT管脚应该用0.1、0.01、0.001UF的mica(云母)、Ceramic(磁珠)或者0805尺寸的贴片电容并行连接进行旁路，这些电容应该放在管脚的下面，另外还要加一个2.7UF的电容。 4) 尽量使LVDS收发端靠近接线器（Connector）; 5) 发端输出脚和连接器之间的走线物理长度应该小于5mm,以此来降低偏斜(Skew); 6) LVDS信号线＆TTL信号线分层，降低串扰 7) LVDS的电源＆地分层； 8) 应用高阻抗低电容的宽带SCOPE探针； 9) 使stub的长度尽可能短； 10) 如干过孔用来连接电源＆地平面； LVDS电缆（Cable）: 板和板之间的LVDS信号通过电缆线传输，由于阻抗匹配＆低延时的要求，一般电缆线不能满足，选择LVDS电缆时应遵循的原则： 1. 电缆应满足LVDS阻抗匹配的要求； 2. 电缆线应具有较低的延时（Skew）; 3. 两路应该平衡（两路的延时应该相同）； 低速，短距时带状线可以应用；高速，长距时应用双绞线。 应用带状线的时候应该注意： 差分对之间应该用地隔开，且边缘的两路不传送信号。 图3： LVDS也可以用同轴电缆＆双轴电缆传输，双轴电缆比同轴电缆具有较好的平衡性，因此产生较少的电磁干扰。 图4： 最合适的选择是双绞线，短距离（大约0.5m），选用CAT3平衡双绞线，更长的距离（超过0.5m，速度超过500MHz）用CAT5平衡双绞线。 LVDS连接器： 连接器（Connector）用来连接不同的板之间的LVDS信号，此时连接器的选择有如下规则： 1. 连接器必须是低倾斜，阻抗匹配； 2. 必须有相同长度的导线； 3. 连接器中，差分对应在相邻的接口中； 4. 地管脚应放在差分对之间； 5. 连接器的末端脚应该接地，不能做高速信号的管脚（和带状线相似）； 6. 所有没有用到的管脚应该被恰当的中止。