消除串擾：LVDS路由和差分信號設計技術
電子產品有自己的靜音語言版本，在電路中幾乎瞬間交換各種信號，單端信號發送器的特性是發送器產生單個電壓，接收器將其與固定參考電壓進行比較。
差分信令使用彼此靠近放置的兩個互補信號來傳輸信息，在操作期間，差分信號激勵耦合的傳輸線并形成差分對。發送器發送與差分信號對相同的電信號，每個信號具有導體，接收器響應兩個信號之間的電氣差異。差分信號中的導體可以是雙絞線和帶狀電纜，連接器和PCB走線。
低壓差分信令或LVDS路由已成為常見的差分信令應用，并提供二進制數據的高速傳輸，基于LVDS的應用使用更少的功率，產生小的EMI，并具有更強的抗噪性。LVDS的數據速率高達3.125 Gbps，信號轉換時間短至260皮秒。
同樣，導致信號質量或電磁兼容性（EMC）問題的布局問題可能會損害電路性能。憑借高時鐘和邊沿速率，PCB互連充當傳輸線，并且 - 沒有適當的預防措施 - 可以允許任何可能出錯的錯誤。由于不匹配的阻抗會產生反射，導致電介質和色散損失，串擾成為問題，并且噪聲容限降低，高速性能變為類似于通過膝蓋深度泥漿跋涉的東西。
在使用LVDS時，您應該專注于路由和基本過程，包括監控跟蹤阻抗和跟蹤長度匹配，良好的布線實踐涉及避免參考平面中的分裂和空隙。痕跡不應跨越平面分裂，如果沒有正確的預防措施，LVDS電路可能會出現丟失和抖動。此外，加寬信號線之間的間距并使跡線保持至少三倍于介電高度。
匹配集
阻抗匹配發生在源的阻抗等于跡線的阻抗和負載的阻抗，此外，阻抗匹配還取決于確定差分對之間的正確跡線寬度和間距的特定要求，跡線阻抗取決于跡線的寬度和厚度，跡線材料的介電常數以及跡線和參考平面之間的高度。
每個差分對的差分阻抗等于每條線的特征阻抗之和。線之間的間距決定了互耦量，并影響差分阻抗。保持正確的恒定差分阻抗要求沿整個走線長度保持走線寬度和間距均勻。
LVDS走線中阻抗匹配的任何故障都會導致信號反射和共模噪聲的增加，從而導致輻射EMI，反射信號導致接收器振鈴，從而降低動態范圍并導致誤觸發。由于每個LVDS輸出都用作電流模式輸出，因此如果沒有關閉環路的終端電阻，電路將無法運行。終端電阻值與傳輸線的差分阻抗相匹配。
PCB布線
使用LVDS時請特別注意您的路由實踐
太多的聲音會引起混亂
在棒球比賽期間的某個時刻，緊張的情況需要經理，投手，接球手和其他球員之間的土墩會議。然而，盡管有很多球員聚集在投手周圍，但每個人都關注經理的話。
除非您采取一些預防措施，否則LVDS信號和單端TTL / CMOS信號之間可能會發生串擾，設計布線模式時，將差分LVDS信號與單端信號隔離，您可以通過將位于同一層的單端信號放置在距離LVDS信號至少12毫米的位置來實現隔離，您還可以使用電源和接地層來隔離LVDS信號。
干擾呼叫
在PCB設計方面，降低EMI總會導致堆疊以及電源和接地參考平面的位置，您應該將每個信號層放在地面通道和電源平面之間。減小電荷從源到地的覆蓋距離會降低電感，以八層疊層為例，將信號層置于電源和接地層之間，可減少噪聲。
通孔，連接器或串聯耦合電容可以對差分對連接進行分段，正確的布線確保正信號和負信號同步傳播，并且涉及將每個連接段與補償彎曲單獨匹配。
走線長度會導致LVDS信號的丟失和抖動問題，為了減少這些問題并保持長度匹配，將長距離跡線與PCB層的XY軸成一個偏角。在布線高速信號時，使用小的走線彎曲來防止共模噪聲。如果布局需要彎曲，制造商通常建議使用135 o 或更大的彎曲來消除抖動和損耗，使用相同數量的左右彎曲來保持長度匹配。
寬跡線在相同距離上具有比薄跡線更低的阻抗，跡線彎曲的各個部分應至少測量跡線寬度的1.5倍，高速信號的傳輸需要小距離為相鄰銅之間的跡線寬度的四倍。
LVDS接口對差分跡線和信號對之間的到達偏移時間有特定要求，使用高速并行總線作為示例，所有數據信號必須在建立的時間段內到達，以滿足接收器的建立和保持時間要求。在設計PCB時，不能超過允許的偏斜，并應保持差分線平行。
由于差分對信號需要在正負信號走線之間存在嚴格的延遲偏差，因此電氣和機械長度的任何差異都可能導致錯誤。要保持特定的走線長度，請使用蛇形彎頭并保持相鄰銅線之間的走線寬度的四倍的小距離。每個蛇形凹凸的長度應至少為跡線寬度的三倍。將蛇形彎曲放置在長度不匹配的原點，以確保同步信號傳播。
由于不同層的信號速度不相等，因此兩個信號必須在同一層上路由，您應該在同一層上為LVDS通道路由所有數據和時鐘信號，通過這種方法，LVDS信號對和時鐘對變得緊密匹配。
使用正確的返回路徑
LVDS電路中的信號返回路徑不正確會導致噪聲耦合和EMI，在布線信號時，請始終考慮信號電流返回路徑。由于差分信號包括正負信號跡線，因此在路由信號時需要包含返回路徑。如果信號走線使用電源平面作為參考，則需要提供允許信號通過電源平面返回的布線。
如果需要將信號路由到兩個不同的參考平面，請在兩個平面之間使用拼接電容，將電容放置在信號路徑附近，以保持前向和返回路徑之間的短距離，電容器允許返回電流從一個平面傳播到另一個平面。
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