### LVDS原理与应用简介
#### 一、LVDS信号技术概述
LVDS（Low Voltage Differential Signaling，低电压差分信号）是一种用于高速数据传输的技术，能够在差分PCB线对或平衡电缆上实现几百Mbps的数据传输速率。LVDS通过使用低压幅和低电流驱动输出来降低噪声和功耗，这使得它成为现代显示技术和高速数据传输领域的关键技术之一。
#### 二、LVDS信号传输组成
LVDS信号传输主要由以下三个部分组成：
1. **差分信号发送器**：负责将非平衡传输的TTL信号转换成平衡传输的LVDS信号。这一过程通常由专用集成电路(IC)来完成，例如DS90C031。
2. **差分信号互联器**：包括联接线（如电缆或PCB走线）以及终端匹配电阻。根据IEEE的规定，终端匹配电阻的标准值为100欧姆，实践中常见的值还包括120欧姆。
3. **差分信号接收器**：负责将平衡传输的LVDS信号转换回非平衡传输的TTL信号。这一过程同样由专用集成电路完成，例如DS90C032。
#### 三、LVDS信号电平特性
LVDS使用1.2V偏置电压作为基准，信号摆幅约为400mV。LVDS驱动器通常是一个能够驱动差分线对的电流源（通常电流为3.5mA），而LVDS接收器具有高输入阻抗，使得大部分电流流过100欧姆的匹配电阻，在接收器的输入端产生大约350mV的电压。这种设计不仅降低了功耗，还减少了信号传输过程中的噪声。
#### 四、差分信号的抗噪特性
LVDS信号的一个重要特点是其优秀的抗噪能力。差分信号传输能够有效地抑制共模噪声，即使在存在干扰的情况下，信号的差分性质也能确保信号的完整性。例如，如果差分线对上的干扰相同，则接收端能够准确地区分信号和噪声，从而有效抑制干扰。
#### 五、LVDS系统设计要点
LVDS系统的成功实施需要遵循一系列的设计准则：
1. **PCB板的设计**：
- 至少使用四层PCB板，包括LVDS信号层、地层、电源层和TTL信号层。
- 保持TTL信号与LVDS信号之间的隔离，以减少TTL信号对LVDS线的影响。
- 尽可能缩短LVDS驱动器到连接器的距离，减少线路长度。
- 使用分布式电容旁路LVDS设备，确保电源质量。
2. **板上导线的设计**：
- 使用微带传输线(microstrip)和带状线(stripline)来减少反射和提高信号质量。
- 保持信号线之间的等间距，确保差分对的匹配性。
- 在PCB设计中，注意避免信号线与其他线路的交叉，以减少串扰。
通过遵循上述原则，可以有效提升LVDS系统的性能和稳定性，确保高速数据传输的可靠性。LVDS技术因其高效能、低功耗和抗干扰性强的特点，在现代显示技术以及其他高速数据传输应用场景中发挥着重要作用。
