数字视频信号的长线传输

目前常用的逻辑接口有PECL、LVPECL、LVDS等。其中LVDS有更好的电磁兼容性、较小的功耗，因而得到广泛的应用。LVDS、TMDS电气特性相似，主要区别是LVDS由发送端和负载独立构成电流回路；而TMDS是由发送端的恒流源和接收端的电源与负载共同构成电流回路，所以只能直流耦合。

在构成长线传输系统时，不同功能、不同逻辑电平的芯片互联时要保证电平与阻抗的匹配。这些匹配功能可以用一些专用芯片构成，如Philip的PTN3310、PTN3311实现了PECL与LVDS之间的转换。还可以使用简单的电阻网络来实现转换功能及阻抗匹配，但是引入了衰减。要求匹配网络具有：

（1）阻抗匹配，发送时：Ril=2Z0，接收时Ri2=2Z0；Z0为差分传输线的单端阻抗；Ri为驱动（接）收芯片的差分输入（输出）阻抗。

对于常用的LVDS、PECL输出，要求匹配阻抗Ri=2Z0=100Ω。实际工程中，由于引线电感的存在，Ri应略小于2Z0。

    （2）直流偏置平衡Vos=Vos1、Vos2=Vos3；Vos1、Vos2为匹配网络两端的直流偏置；Vos为编解码芯片输出（输入）端的直流偏置；Vos3为驱动接或收芯片的输入（输出）端直流偏置。

(3)电阻网络的衰减应尽量小，Vppo>Vppi>Vt。Vppi为匹配网络输入信号的差值；Vppo为匹配网络衰减后输出信号的差值；Vt为芯片差分输入的门限。

（4）发送时，匹配网络与驱动尽量靠近；接收时，匹配网络与解码尽量靠近。

匹配网络与前后级的关系如图5所示。

5 正确的传输方式和耦合方式

5.1 正确的传输方式

数字视频的传输接口通常是差分接口，它具有较强的抗共模干扰能力。差分信号可以采用平均方式传输，如双绞线（UTP5、STP5）。也可以采用非平衡方式，如同轴电缆（belden828）。

采用双端形式时，信号传输线与地是隔离时，所以效地避免了地线引入的串扰。而采用单端形式时，其有效信号幅度只有双端输出的1/2，特别是当进行长距离传输时，地线作为信号传输线的一问好，由于受收发两端电流、接收电阻等参数的影响，容易引入地线的串扰。故此，可以使用双同轴构成平衡传输，既减小了地线干扰，又保证了较好的传输特性。同轴电缆的频率特性干扰于双绞线，在端口电参数一致的情况下，具有更远的传输距离。

在远距离户外传输时，外部瞬间的强电磁干扰，对传输系统会造成严重的影响，甚至使芯片损坏，所以应具有完善的过压保护措施和隔防措施。如果采用传输变压器的隔离耦合或光耦合，可以极大地提高系统抗外界干扰的能力。特别是光传输，不但极大地提高系统抗外界干扰的能力。特别是光传输，不但有极大的传输和抗干扰能力，而且实现了隔离收发两端的电系统，简化了系统两端的供电和共地。

图5 匹配网络与前后级的关系

    5.2 差分信号耦合形式

差分信号无论是双端还是单端传输，都可以采用直流耦合。相同电平的逻辑接口之间均可直接耦合；不同电平的逻辑接口之间要通过匹配网络进行直流耦合；只有那些具有完善加解扰功能的芯片，才可使用交流耦合方式。在远距离传输时，为使收发两端直流隔离，避免外部可能引入的直流漂移，宜采用交流耦合方式。实际构成系统时，要具体分析芯片的不同功能和特性，来确定采用何种耦合方式。图6为两种典型 的交流传输方式。

6 合理的PCB设计

上面提到的高速逻辑接口，在PCB板上传输频率可以达1GHz以上，要求严格遵守高频PCB制作的布线规则，并对高速传输线进行信号完整性分析。

合理的PCB设计主要是指：

（1）采用高频性能好的四层或四层以上的多层PCB板，P