数字视频信号的长线传输
(2)发送端及接收端高速差分信号线应视作微带线,要优先布线,每对之间宽度一致,分散走线,长度相同,尽量短直,转弯时采用圆弧连接。这样做是为了减少线间干扰以及反射和振铃。
每条微带线的特征阻抗Ro应等于接收端的单端阻抗。
若为微带线(microstrip),计算公式为:
Ro=87·ln[5.98h/(0.8W+t)]·[1/(εr+1.41)**(0.5)]
若为微带传输线(stripline),计算公式为:
R0=60·ln[4h/0.67π(0.8W+t)]·(1/εr**0.5)
其中,t为铜厚度,W为微带线宽度,εr为介电常数,一般取4.4~5.0;h为微带线与地层的距离。
(3)差分信号本质上属于模拟信号,与PCB板上其他数字信号应区别开,遵循模拟和数字混合电路的布线原则:模拟地单独设,电源单独提供,模拟地与数字地只有一些会合,位于总电源入口的地上,可以加入高频磁珠滤除地线杂波。
以上总结讨论了长线传输的几个主要问题。需要说明地是,并不是每一个具体的系统都与图1完全一致。在实际中,由于使用目的不同、传输数据的频率不同、距离不同、使用的技术不同、传输系统有很大差异。一般组成系统时,可以采用155M/622M/1.2G以太网物理层芯片,可以采用STMPE规范的数字视频芯片,还可以采用光通信的传输芯片。许多厂家提供这样的芯片,如National、Ti、Agilent、Maxim、Cypress等。
这些芯片的功能、频率适用范围、输出逻辑电平、适用协议及其他具体参数都各有差异,应用时应仔细区分。例如有些芯片本身集成了电缆驱动电路,如CLC020、CLC030。有些传输芯片没有加扰功能,如DS90CR583/584、DS92LV1023/1024。此外不同芯片的编码解码、加扰解扰的方式也各有差异。例如CLC020采用补位进行8B/10B编码,多项式运算完成加扰,直流平衡采用常用的NRZ/NRZI码的转换方式;而如HDMP1022/1024,其编码是通过D域编码,再叠加复用C域编码(frame mux)完成16B/20B,20B/24B编码则是通过计算每个字的码重来确定符号,累计每个字的符号来决定当前字是否翻转(Conditional invert master transition),从而达到直流平衡的目的。只有详细了解不同芯片的特征和参数,才能构成成本低、效率高、稳定可靠的传输系统。
笔者最近研发的双绞线、同轴、光纤长线传输系统,适合不同频率范围、不同距离的应用,使用情况良好,系统运行稳定。
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