LVDS电路仿真与设计：高速信号电平标准的实现

LVDS电路的仿真与设计 LVDS电路的仿真与设计是电子设计技术中一个非常重要的方面，随着电子设计技术的不断进步，要求更高速率信号的互连。在传统并行同步数字信号的数位和速率将要达到极限的情况下，设计师转向从高速串行信号寻找出路。HyperTransport（by AMD），Infiniband（by Intel），PCI-Express（by Intel）等第三代I/O总线标准（3GI/O）不约而同地将低压差分信号（LVDS）作为下一代高速信号电平标准。 LVDS（Low Voltage Differential Signal）低压差分信号是美国国家半导体公司（National Semiconductor）提出的一种高速串行信号传输电平，由于它传输速度快，功耗低，抗干扰能力强，传输距离远，易于匹配等优点，迅速得到诸多芯片制造厂商和应用商的青睐，并通过TIA/EIA（Telecommunication Industry Association/Electronic Industries Association）的确认，成为该组织的标准（ANSI/TIA/EIA-644 standard）。 LVDS信号被广泛应用于计算机、通信以及消费电子领域，并被以PCI-Express为代表的第三代I/O标准中采用。LVDS信号的电压摆幅只有350mV，为电流驱动的差分信号方式工作，最长的传输距离可以达到10米以上。 为了确保信号在传输线当中传播时，不受反射信号的影响，LVDS信号要求传输线阻抗受控，其中单线阻抗为50ohms，差分阻抗100ohms。在实际应用当中，利用一些高速电路仿真分析工具，通过合理的设置层叠厚度和介质参数，调整走线的线宽和线间距，计算出单线和差分阻抗结果，来达到阻抗控制的目的。 阻抗控制是LVDS信号设计的关键之一，LVDS信号的阻抗控制可以通过合理的层叠设计和走线布局来实现。例如，使用Mentor公司的ePlanner工具设计差分信号的布线规则，计算出单线和差分阻抗结果，例如通过如下的层叠和布线参数设计，得到单线阻抗为58.8Ω，差分阻抗为：102Ω。 此外，LVDS信号的设计还需要考虑到信号的匹配问题，LVDS信号的匹配是指信号在传输线当中传播时，保持信号的完整性和稳定性。信号匹配可以通过调整传输线的阻抗和电容来实现，例如，使用串联电阻和电容来调整传输线的阻抗和电容，达到信号匹配的目的。 LVDS电路的仿真与设计是电子设计技术中一个非常重要的方面，需要考虑到信号的阻抗控制、信号匹配等多方面的因素，以确保信号的传输速度快、功耗低、抗干扰能力强、传输距离远、易于匹配等优点。