多信道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分析

耿海鳳　蘇春娥

[摘要]針對于多信道的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)其是在科技水平進步下衍生出來的，是時代進步的一種標(biāo)志。而文章主要是圍繞多信道中LVDS技術(shù)的應(yīng)用下如何將雷達系統(tǒng)中高速、多信道的數(shù)據(jù)傳輸問題解決方面進行闡述。

[關(guān)鍵詞]多信道 數(shù)據(jù)傳輸 技術(shù) LVDS技術(shù)

一、關(guān)于LVDS傳輸技術(shù)分析

1.1工作的原理

關(guān)于LVDS的工作原理主要是其自身的驅(qū)動器是由一個恒流源驅(qū)動進行的，此類驅(qū)動通常是在3.5毫安左右，隨后組成了一對差分信號。有較高的一個直流輸入的阻抗連接在接收端口處，此處基本不會有電流消耗產(chǎn)生，因而在100終端電阻中會流經(jīng)所有的驅(qū)動電流，并且有350mv的電壓會在接收器的輸入端口產(chǎn)生。當(dāng)處于反轉(zhuǎn)階段的驅(qū)動時，會使電流在流經(jīng)電阻時的方向發(fā)生改變，此時就會有有效的一個“I”或“O”的邏輯狀態(tài)產(chǎn)生在接收端。

1.2技術(shù)特點

現(xiàn)行的LVDS技術(shù)為什么能夠?qū)⑽锢韺拥慕涌谄款i破除掉，主要是因為其所具有的多方面優(yōu)點所發(fā)揮出的作用，如：成本、速度以及EML/噪音功耗等。

1、關(guān)于高速傳輸?shù)哪芰Ψ治觥Ｍㄟ^LVDS技術(shù)的作用，輸出了恒流源式的低擺幅，而這也就意味著LVDS能夠發(fā)生高速驅(qū)動，如：對于點與點之間的連接，其能夠達到800Mbps的傳輸速率；對于使用到多點互連的FR4背板的，其所攜帶的負(fù)載插入總線的是十塊卡，因而其能夠達到400Mbps的傳輸速率。

2、低電磁或低噪音的干擾。在低擺幅差分信號中存在著LVDS信號，正如我們所知，較之于單線數(shù)據(jù)傳輸而言，查分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞侥軌虬l(fā)揮出更強的抵抗能力來處理共模輸入的噪聲，電流在兩條信號線上的電壓振幅和方向是相反的，因而在共模方式的借助下，噪聲能夠在兩條線上同時耦合。然而，兩個信號之間的差值是接收端最為關(guān)注的，此時極容易注銷噪聲。由于存在于兩條信號線之間的電磁場極容易相互被抵消，因而可以說電磁輻射在電信號線上的傳輸較小。另外，切換尖鋒信號和振鈴的現(xiàn)象不容易在恒流源驅(qū)動模式中產(chǎn)生，這就要求我們需要持續(xù)將噪聲降低。

二、關(guān)于LVDS技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1設(shè)計PCB板的差分布線

無論是寬邊的帶狀線、側(cè)耦合微帶線，還是側(cè)耦合的帶狀線都能夠被看作是良好的差分線。在實際工作情況的遵照下，筆者更傾向于選擇側(cè)耦合微帶線。

1、通過微波傳輸線理論的應(yīng)用，能夠?qū)⒉罘肿杩沟腪diff設(shè)計出來，或者在某些方程的利用下將相關(guān)的差分阻抗設(shè)計出來。差分線在分布時需要根據(jù)離開的IC狀態(tài)進行，盡可能的將兩者銜接在一起走線布置，具有良好磁場抵消能力的說明其布線位置越靠近，這樣有利于將反射消除，從而確保噪聲是在共模的方式下進行耦合的。自動布線的功能是不能夠滿足差分布線的，因而需要對一對差分線長度進行匹配，在保障各組差分線間隔線時間的情況下，還需要保證較少的線上過孔。為了避免有連續(xù)阻抗的情況出現(xiàn)，必須防止九十度轉(zhuǎn)彎現(xiàn)象的出現(xiàn)，一般情況下，我們都會使用到四十五度的斜線或弧線進行替換。

2、設(shè)計PCB板。在實際的工作中，大多會使用到四層以上的PCB板，這樣做的目的是為了分層布局處理電源、LVDS信號、TTL信號以及地等，在將設(shè)計構(gòu)思付諸到實際工作中時，為了盡可能的滿足要求需要使用到八層板。隔離處理較陡的TTL/CMOS信號和LVDS信號，最好在不同的層面上安置它們，以便于在最后能夠分開處理地層和電源層。在接插件的位置盡可能的布置上接收器和發(fā)送器，因為在連線長度越短其所取得的效果越好這一原則的遵循之下，能夠確保板上的噪聲是不會在差分線上被帶入的，并且能夠有效的將電纜線和電路板之間EML交叉的干擾影響避免掉。在每一個旁路的LVDS的器件上，都有分布式散裝的表貼電容或電容存在，我們在安裝時需要盡可能的將它們向地線和電源的引腳處靠近。當(dāng)將較寬的布線應(yīng)用在地線和電源位置時，就必須保證地線的PCB之間的線路是又短又寬的。

2.2選擇接插件和電纜

筆者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，在實際應(yīng)用中雙絞線平衡式的電纜是選擇最多的，在選擇以后會屏蔽處理外層，待標(biāo)準(zhǔn)的連接器發(fā)揮出接插件的作用時，需要在連接器的位置對差分信號進行處理，大多是在一行里面較為靠近兩個連接口的位置進行連接處理。

總結(jié)：綜上所述，較之于傳統(tǒng)的RS-485/232/422而言，現(xiàn)代化的LVDS數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)其優(yōu)越性更加明顯。當(dāng)LVDS技術(shù)應(yīng)用在雷達系統(tǒng)中時，需要在規(guī)定的時間段內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟僮魍瓿?，以便將系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性降低，不進一步提高其在整個運行工作中的低電磁輻射、低噪音、穩(wěn)定性以及安全性。