LVDS信号的PCB设计和仿真分析

时间:2012-06-27来源:网络

1.3.2 串扰
LVDS差分对之间的间距为小于等于线宽,差分对之间的间距为>3倍的线宽,这样可以减少不同LVDS对之间的信号耦合,避免引入共模噪声,同时在各个LVDS差分对的空间可以通过铺地,并打过孔到“GND”层,让不同1 vds对之间的等效耦合电容为无穷小,以减少相互之间的串扰。
1.3.3 地弹
所谓“地弹”,是指芯片内部“地”电平相对于电路板“地”电平的变化现象。以电路板“地”为参考,就像是芯片内部的“地”电平不断的跳动,因此形象的称之为地弹(Ground Bounce),在设计中,对于信号的回流路径进行处理,让信号路径和回流路径尽量靠近,增大之间的互感,同时对于回流路径要避免分割现象的发生,去耦电容要尽量靠近信号的地引脚。
1.3.4 长度匹配
LVDS信号频率可达到600 MHz以上,所以差分线要求严格等长,差分对内最好不超过10 mil,如果频率低于600 MHz,这个约束值可以适当放宽,但最大应不超过75 mil。不同LVDS对间的布线最大差值不超过200 mil。在Cadence16.3的约束设置中,设置如表1所示。

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1.4 总结
在高速信号下载器中,LVTTL转LVDS信号的转换采用TI的sn55lvds31(发送)和ss55lvds32(接收)芯片进行,最高可以达到800 Mbit/s的传输速率。
根据设计要求,对于LVDS信号的布线,总结出以下基本原则:
(1)LVDS信号与TTL信号应相互隔离,最好设置在不同层面上,之间由电源层或地层隔离。
(2)LVDS信号尽量不要有过孔,跨平面分割会造成阻抗不连续。
(3)差分对内要保持间距一致、平行走线,线间距应小于等于线宽。
(4)差分对间的对内间距保持在10倍以上,差分对间应放置隔离用的接地过孔,每10~25 mil放置一个。
(5)SN55LVDS31/32要尽可能靠近接插件,连线距离越短越好。
(6)差分对应等长走线,以防止信号问相位差导致的电磁辐射。
(7)使用精度为1%的100 Ω表贴电阻,靠近SN55LVDS32输入端放置(距离不能超过500 mil,应控制在300 mil以内),以匹配传输线的差分阻抗。
应避免90°走线,可使用圆弧或45°折线。
(8)LVDS和TTL电平的电源层、地层应分开。

2 LVDS信号仿真分析
仿真主要经过的步骤为,在Tools—Setup Advisor中设计电源网络和标号,并进行ibis模型的分配,在Cadence中Ibis模型通过Ibs2dml工具转化为可用的数据格式,对于电容、电阻等无源器件,可以自己建立Espice模型,下面通过约束管理器进行拓扑的提取,对于要提取的网络使用SigXplorer工具进行,之后即可进行各种仿真。提取的网络拓扑结构如图3所示。

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关键词: LVDS PCB 信号 仿真分析

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