LVDS技術(shù)在某成像光電跟蹤產(chǎn)品中的應(yīng)用
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時(shí)間：2011-07-25
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2．2 系統(tǒng)中LVDS設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
該系統(tǒng)中LVDS應(yīng)用于FPGA+DSP的高速數(shù)字處理平臺(tái)，在設(shè)計(jì)及調(diào)試過(guò)程中，曾出現(xiàn)由于終端電阻匹配不當(dāng)帶來(lái)的噪聲較大的問(wèn)題、由于通道選擇不當(dāng)帶來(lái)的信號(hào)畸變問(wèn)題、以及印制板布線(xiàn)不當(dāng)帶來(lái)的信號(hào)串?dāng)_及噪聲等問(wèn)題，通過(guò)這些實(shí)際問(wèn)題的解決總結(jié)了以下幾點(diǎn)。
2．2．1 終端電阻
不管使用的LVDS傳輸通道是PCB線(xiàn)對(duì)還是電纜，LVDS要求使用一個(gè)與通道相匹配的終端電阻(100±20)Ω，以防止信號(hào)在通道終端發(fā)生反射，同時(shí)減少電磁干擾。該電阻終止了環(huán)流信號(hào)，應(yīng)該將它盡可能靠近接收器輸入端放置。該系統(tǒng)使用了兩個(gè)阻值各為50 Ω的電阻串聯(lián)，并在中間連接點(diǎn)通過(guò)一個(gè)電容接地，很好地濾去了共模噪聲。
2．2．2 通道(電纜和連接器)選擇
使用受控阻抗通道，差分阻抗約為100 Ω，不會(huì)引入較大的阻抗不連續(xù)性；當(dāng)電纜長(zhǎng)度小于0．15 m時(shí)，大部分電纜都能有效工作，當(dāng)電纜長(zhǎng)度在0．15～10 m之間時(shí)，CAT3(Categor 3)雙絞線(xiàn)對(duì)電纜效果好(本系統(tǒng)采用該設(shè)計(jì))，當(dāng)電纜長(zhǎng)度于10 m，并且要求高速率傳輸時(shí)，建議使用CAT5雙絞線(xiàn)對(duì)。
2．2．3 印制板設(shè)計(jì)
盡量使用多層板設(shè)計(jì)(該系統(tǒng)最終采用8層PCB板)，保證LVDS信號(hào)、地、電源、TTL信號(hào)分處于不同的PCB層，或者至少處于不同的分區(qū)；使TTL信號(hào)和LVDS信號(hào)相互隔離，最好將TTL和LVDS信號(hào)放在電源／地層隔離的不同層上；使LVDS驅(qū)動(dòng)器和接收器與LVDS端間連接盡可能短。電源層和地層應(yīng)盡可能使用粗線(xiàn)。
2．2．4 板上導(dǎo)線(xiàn)
微波傳輸線(xiàn)(microst rip)和帶狀線(xiàn)(stipline)都有具備良好的性能；前者一般具備更高的差分阻抗，不需要額外的過(guò)孔，后者則在信號(hào)間提供了更好的屏蔽。
2．2．5 差分線(xiàn)對(duì)
差分線(xiàn)對(duì)使用與傳輸媒質(zhì)的差分阻抗和終端電阻相匹配的受控阻抗線(xiàn)，并且使差分線(xiàn)對(duì)離開(kāi)集成芯片后立刻盡可能地相互靠近(距離小于10 mm)，這樣能減少反射并能確保耦合到的噪聲為共模噪聲。使差分線(xiàn)對(duì)的長(zhǎng)度相互匹配以減少信號(hào)扭曲，防止引起信號(hào)間的相位差。而且2條差分線(xiàn)之間應(yīng)盡可能保持平行，以避免差分阻抗的不連續(xù)性。不要僅依賴(lài)自動(dòng)布線(xiàn)功能，而應(yīng)仔細(xì)修改以實(shí)現(xiàn)差分阻抗匹配并實(shí)現(xiàn)差分線(xiàn)的隔離。盡量減少過(guò)孔和使用90°折線(xiàn)來(lái)改變線(xiàn)跡走向，避免其他引起線(xiàn)路不連續(xù)性的因素。
2．2．6 抗噪聲設(shè)計(jì)
如果電纜感應(yīng)到的噪聲超過(guò)LVDS接收器內(nèi)部線(xiàn)路設(shè)計(jì)的容限，接收器就會(huì)不確定地開(kāi)關(guān)或振蕩。在本系統(tǒng)中通過(guò)外加電阻來(lái)提高噪聲容限，如圖6所示。圖6中R1，R3是可選的外接電阻，用來(lái)提高噪聲容限，R1，R3取12 kΩ，R2取100Ω。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/168902.htm
3 結(jié)語(yǔ)
該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)內(nèi)場(chǎng)的高低溫、振動(dòng)、電磁兼容等試驗(yàn)，同時(shí)經(jīng)過(guò)外場(chǎng)繞飛、系留及靶試。內(nèi)外場(chǎng)試驗(yàn)表明，某成像光電跟蹤產(chǎn)品利用LVDS穩(wěn)定可靠地進(jìn)行了圖像數(shù)據(jù)的傳輸及測(cè)試，解決了高速率、大容量、長(zhǎng)距離的圖像數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，并具備良好的電磁兼容性。另外，該項(xiàng)技術(shù)不僅在某成像光電跟蹤產(chǎn)品中得到可靠驗(yàn)證，目前還被推廣應(yīng)用到其他數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中。
評(píng)論