消除串扰：LVDS路由和差分信号设计技术
电子产品有自己的静音语言版本，在电路中几乎瞬间交换各种信号，单端信号发送器的特性是发送器产生单个电压，接收器将其与固定参考电压进行比较。
差分信令使用彼此靠近放置的两个互补信号来传输信息，在操作期间，差分信号激励耦合的传输线并形成差分对。发送器发送与差分信号对相同的电信号，每个信号具有导体，接收器响应两个信号之间的电气差异。差分信号中的导体可以是双绞线和带状电缆，连接器和PCB走线。
低压差分信令或LVDS路由已成为常见的差分信令应用，并提供二进制数据的高速传输，基于LVDS的应用使用更少的功率，产生小的EMI，并具有更强的抗噪性。LVDS的数据速率高达3.125 Gbps，信号转换时间短至260皮秒。
同样，导致信号质量或电磁兼容性（EMC）问题的布局问题可能会损害电路性能。凭借高时钟和边沿速率，PCB互连充当传输线，并且 - 没有适当的预防措施 - 可以允许任何可能出错的错误。由于不匹配的阻抗会产生反射，导致电介质和色散损失，串扰成为问题，并且噪声容限降低，高速性能变为类似于通过膝盖深度泥浆跋涉的东西。
在使用LVDS时，您应该专注于路由和基本过程，包括监控跟踪阻抗和跟踪长度匹配，良好的布线实践涉及避免参考平面中的分裂和空隙。痕迹不应跨越平面分裂，如果没有正确的预防措施，LVDS电路可能会出现丢失和抖动。此外，加宽信号线之间的间距并使迹线保持至少三倍于介电高度。
匹配集
阻抗匹配发生在源的阻抗等于迹线的阻抗和负载的阻抗，此外，阻抗匹配还取决于确定差分对之间的正确迹线宽度和间距的特定要求，迹线阻抗取决于迹线的宽度和厚度，迹线材料的介电常数以及迹线和参考平面之间的高度。
每个差分对的差分阻抗等于每条线的特征阻抗之和。线之间的间距决定了互耦量，并影响差分阻抗。保持正确的恒定差分阻抗要求沿整个走线长度保持走线宽度和间距均匀。
LVDS走线中阻抗匹配的任何故障都会导致信号反射和共模噪声的增加，从而导致辐射EMI，反射信号导致接收器振铃，从而降低动态范围并导致误触发。由于每个LVDS输出都用作电流模式输出，因此如果没有关闭环路的终端电阻，电路将无法运行。终端电阻值与传输线的差分阻抗相匹配。
PCB布线
使用LVDS时请特别注意您的路由实践
太多的声音会引起混乱
在棒球比赛期间的某个时刻，紧张的情况需要经理，投手，接球手和其他球员之间的土墩会议。然而，尽管有很多球员聚集在投手周围，但每个人都关注经理的话。
除非您采取一些预防措施，否则LVDS信号和单端TTL / CMOS信号之间可能会发生串扰，设计布线模式时，将差分LVDS信号与单端信号隔离，您可以通过将位于同一层的单端信号放置在距离LVDS信号至少12毫米的位置来实现隔离，您还可以使用电源和接地层来隔离LVDS信号。
干扰呼叫
在PCB设计方面，降低EMI总会导致堆叠以及电源和接地参考平面的位置，您应该将每个信号层放在地面通道和电源平面之间。减小电荷从源到地的覆盖距离会降低电感，以八层叠层为例，将信号层置于电源和接地层之间，可减少噪声。
通孔，连接器或串联耦合电容可以对差分对连接进行分段，正确的布线确保正信号和负信号同步传播，并且涉及将每个连接段与补偿弯曲单独匹配。
走线长度会导致LVDS信号的丢失和抖动问题，为了减少这些问题并保持长度匹配，将长距离迹线与PCB层的XY轴成一个偏角。在布线高速信号时，使用小的走线弯曲来防止共模噪声。如果布局需要弯曲，制造商通常建议使用135 o 或更大的弯曲来消除抖动和损耗，使用相同数量的左右弯曲来保持长度匹配。
宽迹线在相同距离上具有比薄迹线更低的阻抗，迹线弯曲的各个部分应至少测量迹线宽度的1.5倍，高速信号的传输需要小距离为相邻铜之间的迹线宽度的四倍。
LVDS接口对差分迹线和信号对之间的到达偏移时间有特定要求，使用高速并行总线作为示例，所有数据信号必须在建立的时间段内到达，以满足接收器的建立和保持时间要求。在设计PCB时，不能超过允许的偏斜，并应保持差分线平行。
由于差分对信号需要在正负信号走线之间存在严格的延迟偏差，因此电气和机械长度的任何差异都可能导致错误。要保持特定的走线长度，请使用蛇形弯头并保持相邻铜线之间的走线宽度的四倍的小距离。每个蛇形凹凸的长度应至少为迹线宽度的三倍。将蛇形弯曲放置在长度不匹配的原点，以确保同步信号传播。
由于不同层的信号速度不相等，因此两个信号必须在同一层上路由，您应该在同一层上为LVDS通道路由所有数据和时钟信号，通过这种方法，LVDS信号对和时钟对变得紧密匹配。
使用正确的返回路径
LVDS电路中的信号返回路径不正确会导致噪声耦合和EMI，在布线信号时，请始终考虑信号电流返回路径。由于差分信号包括正负信号迹线，因此在路由信号时需要包含返回路径。如果信号走线使用电源平面作为参考，则需要提供允许信号通过电源平面返回的布线。
如果需要将信号路由到两个不同的参考平面，请在两个平面之间使用拼接电容，将电容放置在信号路径附近，以保持前向和返回路径之间的短距离，电容器允许返回电流从一个平面传播到另一个平面。
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