mv|LVDS原理及布板技巧( 二 )


(i)微带线(microstrip)
Z={87/[sqrt(εr+1.41)
ln[5.98H/(0.8W+T)

其中 , W为线宽 , T为走线的铜皮厚度 , H为走到参考平面的距离 , εr是PCB板材质的介电常数(dielectric Constant) 。 此公式必须在0.1<(W/H)<2.0及1<(εr)<15的情况才能应用 。
(ii)带状线(stripline)
Z=[60/sqrt(εr)
ln{4H/[0.67π(T+0.8W)

其中 , H为两参考平面的距离 , 并且走线位于参考平面的中间 。 此公式适应于双线 , 线间距与抗成正比 , 必须在W/H<0.35及T/H<0.25的情况才应用 。
由上面两公式可以看出 , 虽然其计算公式各不同 , 但阻抗值均与绝缘层厚度成正比 , 与介电常数、线的厚度及宽度成反比
②、走平行等距线 。 确定走线线宽及间距 , 在走线时要严格按照计算出的线宽和间距 , 两线间距要一直保持不变 , 也就是要保持平行 。 平行的方式有两种:一种为两条线走在同一线层(side-by-side) , 另一种为两条线走在上下相两层(over-under) 。 一般尽量避免使用后者即层间差分信号 , 因为在PCB板的实际加工过程中 , 由于层叠之间的层压对准精度大大低于同层蚀刻精度 , 以及层压过程中的介质流失 , 不能保证差分线的间距等于层间介质厚度 , 会造成层间差分对的差分阻抗变化 。 困此建议尽量使用同层内的差分
3.紧耦合原则
在计算线宽和间距时最好遵守紧耦合的原则 , 也就是差分对线间距小于或等于线宽 。 当两条差分信号线距离很近时 , 电流传输方向相反 , 其磁场相互抵消 , 电场相互耦合 , 电磁辐射也要小得多 。
4.走短线、直线
为确保信号的质量 , LVDS差分对走线应该尽可能地短而直 , 减少布线中的过孔数 , 避免差分对布线太长 , 出现太多的拐弯 , 拐弯处尽量用45°或弧线 , 避免90°拐弯 。
5、不同差分线对间的处理
LVDS对走线方式的选择没有限制 , 微带线和带状线均可 , 但是必须注意要有良好的参考平面 。 对不同差分线之间的间距要求间隔不能太小 , 至少应大于3~5倍差分线间距 。 必要时在不同差分线对之间加地孔隔离以防止相互问的串扰 。
6、LVDS信号远离其它信号
对LVDS信号和其它信号比如TTL信号 , 最好使用不同的走线层 , 如果因为设计限制必须使用同一层走线 , LVDS和TTL的距离应该足够远 , 至少应大于3~5倍差分线间距 。
7、LVDS差分信号不可以跨平面分割
尽管两根差分信号互为回流路径 , 跨分割不会割断信号的回流 , 但是跨分割部分的传输线会因为缺少参考平面而导致阻抗的不连续(如图5箭头处所示 , 其中GND1、GND2为LVDS相邻的地平面)
8、接收端的匹配电阻的布局
接收端的匹配电阻应尽量的靠近 , 对接收端的匹配电阻到接收管脚的距离要尽量靠近 。
9、匹配电阻的精度要求
对于点到点的拓扑 , 走线的阻抗通常控制在100Ω , 但匹配电阻可以根据实际的情况进行调整 。 电阻的精度最好是1%~2% 。 因为根据经验 , 10%的阻抗不匹配就会产生5%的反射 。
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