多信道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分析

耿海鳳　蘇春娥

[摘要]針對(duì)于多信道的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)其是在科技水平進(jìn)步下衍生出來(lái)的，是時(shí)代進(jìn)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(dá)系統(tǒng)中高速、多信道的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題解決方面進(jìn)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(dòng)器是由一個(gè)恒流源驅(qū)動(dòng)進(jìn)行的，此類(lèi)驅(qū)動(dòng)通常是在3.5毫安左右，隨后組成了一對(duì)差分信號(hào)。有較高的一個(gè)直流輸入的阻抗連接在接收端口處，此處基本不會(huì)有電流消耗產(chǎn)生，因而在100終端電阻中會(huì)流經(jīng)所有的驅(qū)動(dòng)電流，并且有350mv的電壓會(huì)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(dòng)時(shí)，會(huì)使電流在流經(jīng)電阻時(shí)的方向發(fā)生改變，此時(shí)就會(huì)有有效的一個(gè)“I”或“O”的邏輯狀態(tài)產(chǎn)生在接收端。

1.2技術(shù)特點(diǎn)

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?yàn)槠渌哂械亩喾矫鎯?yōu)點(diǎn)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^(guò)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(dòng)，如：對(duì)于點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接，其能夠達(dá)到800Mbps的傳輸速率；對(duì)于使用到多點(diǎn)互連的FR4背板的，其所攜帶的負(fù)載插入總線(xiàn)的是十塊卡，因而其能夠達(dá)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(hào)中存在著LVDS信號(hào)，正如我們所知，較之于單線(xiàn)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(qiáng)的抵抗能力來(lái)處理共模輸入的噪聲，電流在兩條信號(hào)線(xiàn)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(xiàn)上同時(shí)耦合。然而，兩個(gè)信號(hào)之間的差值是接收端最為關(guān)注的，此時(shí)極容易注銷(xiāo)噪聲。由于存在于兩條信號(hào)線(xiàn)之間的電磁場(chǎng)極容易相互被抵消，因而可以說(shuō)電磁輻射在電信號(hào)線(xiàn)上的傳輸較小。另外，切換尖鋒信號(hào)和振鈴的現(xiàn)象不容易在恒流源驅(qū)動(dòng)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(jì)PCB板的差分布線(xiàn)

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

1、通過(guò)微波傳輸線(xiàn)理論的應(yīng)用，能夠?qū)⒉罘肿杩沟腪diff設(shè)計(jì)出來(lái)，或者在某些方程的利用下將相關(guān)的差分阻抗設(shè)計(jì)出來(lái)。差分線(xiàn)在分布時(shí)需要根據(jù)離開(kāi)的IC狀態(tài)進(jìn)行，盡可能的將兩者銜接在一起走線(xiàn)布置，具有良好磁場(chǎng)抵消能力的說(shuō)明其布線(xiàn)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(jìn)行耦合的。自動(dòng)布線(xiàn)的功能是不能夠滿(mǎn)足差分布線(xiàn)的，因而需要對(duì)一對(duì)差分線(xiàn)長(zhǎng)度進(jìn)行匹配，在保障各組差分線(xiàn)間隔線(xiàn)時(shí)間的情況下，還需要保證較少的線(xiàn)上過(guò)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(huì)使用到四十五度的斜線(xiàn)或弧線(xiàn)進(jìn)行替換。

2、設(shè)計(jì)PCB板。在實(shí)際的工作中，大多會(huì)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(hào)、TTL信號(hào)以及地等，在將設(shè)計(jì)構(gòu)思付諸到實(shí)際工作中時(shí)，為了盡可能的滿(mǎn)足要求需要使用到八層板。隔離處理較陡的TTL/CMOS信號(hào)和LVDS信號(hào)，最好在不同的層面上安置它們，以便于在最后能夠分開(kāi)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?yàn)樵谶B線(xiàn)長(zhǎng)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(huì)在差分線(xiàn)上被帶入的，并且能夠有效的將電纜線(xiàn)和電路板之間EML交叉的干擾影響避免掉。在每一個(gè)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?cè)诎惭b時(shí)需要盡可能的將它們向地線(xiàn)和電源的引腳處靠近。當(dāng)將較寬的布線(xiàn)應(yīng)用在地線(xiàn)和電源位置時(shí)，就必須保證地線(xiàn)的PCB之間的線(xiàn)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(yàn)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中雙絞線(xiàn)平衡式的電纜是選擇最多的，在選擇以后會(huì)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(shí)，需要在連接器的位置對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行處理，大多是在一行里面較為靠近兩個(gè)連接口的位置進(jìn)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(dá)系統(tǒng)中時(shí)，需要在規(guī)定的時(shí)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(jì)的復(fù)雜性降低，不進(jìn)一步提高其在整個(gè)運(yùn)行工作中的低電磁輻射、低噪音、穩(wěn)定性以及安全性。