串行LVDS信号转发电路设计——应用于雷达通讯系统

"多路串行LVDS信号转发电路的设计与实现" 在现代雷达和通信系统中，由于电磁环境的复杂性，确保控制信号的准确传输变得至关重要。为提高信号的抗干扰能力和降低系统功耗，通常采用串行低电压差分信号(LVDS)作为传输格式。本设计涉及一个终端处理系统，该系统需要对前端五台接收机进行工作状态控制。控制命令以28位串行LVDS信号的形式发送，每台接收机接收到命令后进行解码并执行相应操作。 终端处理系统包括一个信号转发器，它连接终端设备和五台接收机。转发器的任务是将终端设备的控制命令字传送给接收机，并将接收机返回的实测数据（同样为串行LVDS格式）转发给终端处理机、终端录取机以及显控计算机等组成的核心设备。考虑到信号转发器内部需要处理多种类型的信号，并且还要为其他接收机提供电源，因此其电磁环境极具挑战性。 在电路设计中，选用SN65LVDS93芯片来实现28位并行数据到28位串行LVDS的转换。该芯片能将28位数据分为四组，每组包含7位串行LVDS信号，加上一个7倍于并行数据速率的LVDS时钟信号，总共产生五组LVDS信号。SN65LVDS93的工作原理如其功能框图所示。在本系统中，系统时钟设定为20MHz，因此每组7位串行LVDS信号的传输速率为7x20=140Mbps。 LVDS技术的优势在于其高速低功耗特性，能够提供高达几百兆比特每秒的数据传输速度，同时减少信号间的串扰，提高系统稳定性。在信号转发器的设计中，必须考虑信号完整性，确保在复杂的电磁环境下，串行LVDS信号能够准确无误地传输。此外，还需要注意电源管理，因为转发器不仅要传输数据，还要为其他设备提供稳定的电源。 为了实现这一目标，电路设计可能涉及到以下关键环节： 1. 接口设计：设计适当的输入和输出接口，以匹配SN65LVDS93芯片与其他设备的接口标准，确保数据正确传输。 2. 时序控制：精确的时序控制是LVDS信号传输的关键，必须确保数据和时钟信号的同步。 3. 信号调理：通过均衡器、阻抗匹配网络等元件优化信号质量，减少信号失真和衰减。 4. 电源管理：设计高效的电源管理系统，确保电源稳定，同时减少电磁辐射。 5. 电磁兼容性(EMC)：采取屏蔽、滤波等措施，减少电磁干扰，保证系统在复杂环境下的正常运行。 6. 热设计：考虑芯片的散热问题，避免高温对电路性能的影响。 通过以上设计，可以构建一个可靠、高效、抗干扰的多路串行LVDS信号转发电路，满足现代雷达和通信系统的需求。在实际应用中，还需要进行严格的测试和验证，以确保电路在各种工况下都能稳定工作。