设计高速电路的开发人员对差分线并不陌生，在本章中提到的高速数据通信接口应用的信号线是由差分对组成的，前面几节是从逻辑的角度来说明高速数据通信接口应用。为了让读者更加熟悉高速通信并行接口的差分对信号设计技术，本节从信号的物理特性角度及其pcb设计来说明高速通信并行接口的差分对信号lvds(low voltage differential signaling)的原理及应用。

　　(1)信号传输的种类

　　通常认为，信号传输有3种模式，即单端模式、共模模式和差分模式。单端模式通过一根连接驱动器和接收器的“线”由驱动器传输到接收器，然后通过“地平面”返回；共模模式由单端或多对差分线组成，信号通过返回路径或差分线传输，它通常是耦合到近端或远端信号源噪声的起因。因此它能干扰我们的电路，是emi重要来源；差分模式由连接驱动器和接收器的一对极性相反的“线”组成，这对线称为“差分对”，即lvds。差分对的传输利用两个输出驱动来驱动两条传输线，一条携带信号：另一条携带它的互补信号。所需的信号就是两条传输线上的电压差，它携带要传输的信号信息。

　　(2)lvds的优缺点

　　lvds的优点一是抗干扰能力强，由于是差分对，所以这对“线”会耦合得很好。当外界有干扰、串扰或不连续的返回平面时，是同时影响到这差分对的，所以相当于不影响；二是emi影响小，主要原因是差分对的极性相反，到达到差分对的电磁场可以互相抵消；三是开关噪声影响小，主要原因是每个信号都有各自的返回平面，所以信号通过接插件或封装时不易受到开关噪声的影响；四是信号的接收能力强。在高噪声的情况下，由于信号是由差分对的差值决定，信号的值相当于单端信号的2倍，有放大信号的作用，所以在低信号电平的应用中接收能力显得非常优秀。lvds一个最明显的缺点是多用了一根信号线，占用了多于两倍单端“线”的pcb面积；另一个缺点是设计复杂，需要在设计前了解许多设计规则。

　　(3)lvds的常用dc参数

　　在lvds中采用两个输出引脚来驱动1位的信号每个信号电压范围为1.125v～1.375v，并且各驱动一条传输线。其常用的dc参数如图1所示。

　　图1 lvds的dc的参数

　　(4)lvds的差分阻抗

　　对于lvds来说，一个很重要的特性就是lvds的差分阻抗zdiff。特性阻抗zo指的是恒定的瞬态阻抗，它是组成差分阻抗的基础。在实际设计中考虑到信号完整性，通常lvds都会布成微带线或带状线，我们给出这两类线的差分阻抗如图1所示。从图中可以看出lvds的差分阻抗其实是可以定制的，并不是固定不变。lvds的差分阻抗是pcb布线和匹配电阻选择的基础，在设计pcb和做匹配时一定要注意收发两端的一致性。

　　(5)lvds的匹配

　　为了消除信号的发射，任何传输线都需要匹配电路，lvds也不例外。通常只需在终端横跨一个匹配电阻rt即可，其值等于传输线的阻抗值，位置越靠近接收端越好。大部分lvds传输线设计的阻抗为100ω。匹配如图2所示。

　　图2 lvds的匹配

　　(6)lvds的应用

　　在高速应用中，lvds的pcb布线显得很重要，它直接影响到信号的完整眭，为了更好地进行pcb布线，下面给出－些设计规则如图3所示。

　　图3 lvds的特性阻抗

　　差分阻抗中的w/s在0.4和0.8之间有助于抑制emi和阻抗控制。

　　如要筹分线社表层 则布成微带线：如果在内层 则布成带状线。

　　各层信号线之间不成相互垂直。

　　尽量不要用过孔(via)，如果必须使用的话，请参考信号完整性文档指导书。

　　lvds的p和n端尽量等长，它们之间的skew不要超过70度相位。

　　常用lvds在fr-4材料下的线宽、线间距，以及所决定的阻抗值参如下表所示，其中zo为lvds的特性阻抗。

　　表 常用的lvds线

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