低电压差分信号是1995年开发出来的一种电气标准(ansi/tia/eia-644-a)，构建该标准的基础赋予了它许多卓越的品质。

    俗称为lvds的标准用一个3.5ma的电流源提供电流模式输出，来驱动一对端接100欧电阻的差分线，从而在接收电阻上产生大约350mv的电压。该350mv摆幅的电压以1.2v偏置电压为中心。

    因为lvds采用差分线，从传输媒介上发出的电磁场辐射被抑制掉且产生的躁声极低(见下图)。此外，采用电流模式驱动器降低了出现铃形信号或开关尖峰的风险。差分方法进一步增强了lvds的能力，因为差分接收器抑制了来自外部的共模噪声。优异的抗噪声性能不仅仅是(设计工程师所)需要的，也是维持和监测低电压所必需的。

    上图显示的是在差分线上偶或共模信号(a)与在正确的lvds配置(b)中理想的等幅反相奇模信号，及不平衡信号(c)的相互作用。

    低压摆幅与受控的边沿速率一起，使每一对差分线能够达到100mbps到1.25gbps的高数据率。负载消耗的功率很小，因低压摆幅和低电流源的原因，仅有3.5ma×350mv = 1.2mw。此外，由于能够以较小的总线宽度实现高数据率传输，因而减少了电缆和连接器的尺寸。

    lvds也是一种流行的标准，因为许多半导体制造商现在提供各种类型的驱动器和接收器，他们包括：national semiconductor、texas instruments、stmicroelectronics、maxim和fairchild。此外， fpga供应商xilinx和altera也在其产品中实现了lvds接口。这些制造商已经设计了适合各种类型应用的芯片，它们包括：点对点数据传输、多支路或多点总线架构、并/串行转换、串/并处理和数据分布等等。

    实现lvds的技巧

    在实现lvds的时候，严格遵循差分传输线的设计实践很重要。首先，设计工程师要仔细确保整个接口的阻抗匹配，将驱动器和接收器尽可能靠近连接器就可以做到这一点，经验做法是小于2.5cm。

    两条差分pcb布线应该保持平行且等距；任何长度上的失配都可能引起电压之间的相位差，从而导致共模噪声。对于走线来说，要避免任何呈90°的拐角，要采用45°、半圆或斜角线。如果在pcb上需要不受控的阻抗，我们推荐两条线都做同样的处理，且它们的长度不要大于12mm。将差分线尽可能地靠近也是很好的设计实践，这样做可以减少环路面积，从而减少emi发射。

    当选择pcb本身的时候，我们推荐至少采用4层板，各层依此为：lvds信号、地、电源和ttl信号。实心地平面有助于传输线互连的阻抗受控。电源层和地层之间的间隔越小，pcb的高频旁路电容的性能就越好。cmos/ttl电路应该被隔离在另外一层，采用与lvds不同的电源和地。这就能将交叉耦合干扰对lvds信号线的影响降低到最小。

    实心地

    优化电源和地分布系统的设计也有助于抑制emi和信号完整性问题，通过将电源线上的噪声限制在100mv以内，可以减少大多数器件的emi。如果一定要采用电源和地线来取代电源和地平面，应该采用宽的布线以使阻抗最小。采用短和宽的地回路可以为镜像电流创建最小的环路面积。小的环路面积将有助于将emi控制在最小。

    电缆也要采用地回路线，将该地线连接到收发两系统。

    典型的最佳实践是确保电缆的一端被一个电容或电容/电阻网络连接到地。用两个通孔将旁路电容焊盘连接到电源和地，以最大限度地减少电感效应。最后，在传输线上的电容负载还要监视，因为电容的增加将导致阻抗减少，进而减少可用的噪声门限。

    针对汽车应用的考虑

    尽管设计面临的挑战很少，因为所有功能已经被几家汽车模块供应商做到了，以实现前述的许多功能。现在在生产的最常见的基于并/串和串/并转换(serdes)的高速信息娱乐视频传输差分线长达10米。这些视频数据可以来自dvd播放机、导