lvds信號在pcb上的設計要點

1、2.2.LVDSLVDS信號在信號在PCBPCB上的設計要點上的設計要點LVDS信號被廣泛應用于計算機、通信以及消費電子領域，并被以PCIExpress為代表的第三代IO標準中采用，而在我們的項目中PCIExpress信號正是采用的是LVDS信號。LVDS信號不僅是差分信號，而且還是高速數(shù)字信號。因此LVDS傳輸媒質不管使用的是PCB線還是電纜，都必須采取措施防止信號在媒質終端發(fā)生反射，同時應減少電磁干擾以保證信號的完整性。只要我們在布

2、線時考慮到以上這些要素，設計高速差分線路板并不很困難。下面簡要介紹LVDS信號在PCB上的設計要點：2.1布成多層板有LVDS信號的電路板一般都要布成多層板。由于LVDS信號屬于高速信號，與其相鄰的層應為地層，對LVDS信號進行屏蔽防止干擾。對于密度不是很大的板子，在物理空間條件允許的情況下，最好將LVDS信號與其它信號分別放在不同的層。例如，在四層板中，通?？梢园匆韵逻M行布層：LVDS信號層、地層、電源層、其它信號層。2.2LVDS信

3、號阻抗計算與控制。LVDS信號的電壓擺幅只有350mV適于電流驅動的差分信號方式工作。為了確保信號在傳輸線當中傳播時不受反射信號的影響，LVDS信號要求傳輸線阻抗受控，通常差分阻抗為10010Ω。阻抗控制的好壞直接影響信號完整性及延遲。如何對其進行阻抗控制呢？（1）確定走線模式、參數(shù)及阻抗計算。LVDS分外層微帶線差分模式和內層帶狀線差分模式。阻抗可以通過合理設置參數(shù)，利用相關軟件計算得出。通過計算，阻抗值與絕緣層厚度成正比，與介電常數(shù)

4、、導線的厚度及寬度成反比。（2）走平行等距線及緊耦合原則。確定走線線寬及間距后，在走線時嚴格按照計算出的線寬和間距，兩線的間距要一直保持不變，也就是要保持平行（可以放圖）。同時在計算線寬和間距時最好遵守緊耦合的原則，也就是差分對線間距小于或等于線寬。當兩條差分信號線距離很近時，電流傳輸方向相反，其磁場相互抵消，電場相互耦合，電磁輻射也要小得多。而且要兩條線走在同一層，避免分層走線。因為在PCB板的實際加工過程中，由于層疊之間的層壓對精確

5、度大大低于同層蝕刻精度，以及層壓過程中的介質流失，不能保證差分線的間距等于層間介質厚度，會造成層間差分對的差分阻抗變化。(3)走短線、直線。為確保信號的質量，LVDS差分對走線應該盡可能地短而直，減少布線中的過孔數(shù)，避免差分對布線太長，出現(xiàn)太多的拐彎，拐彎處盡量用45或弧線，避免90拐彎。不同差分線對間處理LVDS對走線方式的選擇沒有限制，微帶線和和帶狀線均可，但是必須注意要有良好的參考平面。對不同差分線之間的間距要求間隔不能太小，至少

6、應大于35倍差分線間距。必要時在不同差分線對之間加地孔隔離以防止相互間的串擾。LVDS信號盡量遠離其它信號。LVDS差分信號不可以跨平面分割。盡管兩根差分信號互為回流路徑，跨分割不會割斷信號的回流，但是跨分割部分的傳輸線會因為缺少參考平面而導致阻抗的不連續(xù)（如圖所示，其中GND1、GND2為LVDS相鄰的地平面）。圖2：疊層設計由于PCB密度較高，本設計采用10層板的疊層結構，經過合理的安排疊層厚度，通過allegro計算，表面微帶和內

7、層帶狀線的差分線在線寬6㏕線間距6㏕時，阻抗理論計算值分別為100.1和98.8Ω。符合阻抗控制要求。3.2.設置直流電壓值設置直流電壓值這一步驟主要是為某些特定的網(wǎng)絡（一般是電源地等）指定其直流電壓值，確定DC電壓加在網(wǎng)絡上，執(zhí)行EMI仿真需要確定一個或多個電壓源管腳，這些電壓值包涵了模型在仿真過程中使用的參考電壓信息。3.3.器件設置器件設置在allegro仿真的時候allegro會把器件分成三大類：IC、連接器和分立器件（電阻電容

8、等），allegro會依據(jù)器件類型來給器件的管腳分配仿真屬性，分立器件和連接器的管腳屬性為UPSPEC，而IC的管腳屬性可以為IN、OUT和BI等。3.4.模型分配模型分配在板級高速PCB仿真過程中主要用要的模型有器件模型和傳輸線模型。器件模型一般是由器件生產廠家提供的。在高速串行信號中，我們采用的是精度更高的SPICE模型來進行仿真分析。傳輸線模型則是通過仿真軟件建模形成的。信號在傳輸時，傳輸線會使得信號完整性問題突出，因此仿真軟件對