液晶顯示器驅動板輸出的數字信號中,除了包括RGB數據信號外,還包括行同步、場同步、像素時鐘等信號,其中像素時鐘信號的最高頻率可超過28MHz。採用了TTL接口,它由諸多不問題。若採用LVDS輸出接口傳輸數據,可以使這些問題迎刃而解,實現數據的高速率、低噪聲、遠距離、高準確度的傳輸。
- TTL數據傳輸速率不高,傳輸距離較短,且抗電磁干擾(EMI)能力也比較差,會對RGB數據造成一定的影響;
- TTL多路數據信號採用排線的方式來傳送,整個排線數量達幾十路,不但連接不便,而且不適合超薄化的趨勢
LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)低電壓差分信號
美國NS公司(美國國家半導體公司)爲克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數據時功耗大、EMI電磁干擾大等缺點而研製的一種數字視頻信號傳輸方式。LVDS輸出接口在17英寸及以上液晶顯示器中得到了廣泛的應用。
HyperTansport(by AMD),Irfiniband(ly Intel),PCI-Express(by Intel)等第三代I/O總線標準(3G IO)不約而同地將低壓差分信號(IVDS)作爲下一代高速信號電平標準.
- 是一種低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射的差分信號技術.(約350mV)
- 傳輸技術可以達到155Mbps以上.(它能以高達數千Mbps的速度傳送串行數據)
- LVDS技術的核心是採用極低的電壓擺幅高速差動傳輸數據。
- 可以實現點對點或一點對多點的連接。
- 其傳輸介質可以通過一對差分PCB走線或平衡電纜傳輸數據。
- 電壓信號幅度較低,而且採用恆流源模式驅動,故只產生極低的噪聲,消耗非常小的功率,甚至不論頻率高低功耗都幾乎不變。
- LVDS以差分方式傳送數據,所以不易受共模噪音影響。
傳輸
在液晶顯示器中,LVDS接口電路包括兩部分,
- 即驅動板側的LVDS輸出接口電路(LVDS發送器)
- 液晶面板側的LVDS輸入接口電路(LVDS接收器)。
驅動板LVDS發送器 ============排線============》 液晶面板側的LVDS接收器
LVDS發送器:接收驅動板主控芯片輸出的TTL電平/並行RGB數據信號/控制信號,並轉換成低電壓串行LVDS信號發送。
LVDS接收器:接收串行信號,並將串行信號轉換爲TTL電平的並行信號,發送到液晶屏時序控制與行列驅動電路。
信號對
所謂信號對,是指LVDS接口電路中,每一個數據傳輸通道或時鐘傳輸通道的輸出都爲兩個信號(正輸出端和負輸出端)。
在數據傳輸過程中,還必須有時鐘信號的參與,LVDS接口無論傳輸數據還是傳輸時鐘,都採用差分信號對的形式進行傳輸。
不同的液晶顯示器,其驅動板上的LVDS發送器不盡相同,有些LVDS發送器爲一片或兩片獨立的芯片,有些則集成在主控芯片中。
電路類型與TTL輸出接口相同,LVDS輸出接口也分爲以下四種類型:
單路6位LVDS輸出接口 | 單路 | 6位 | 18位 | 18bit LVDS接口 |
1個顯示數據使能信號DE輸入引腳 1個行同步信號HS輸入引腳 1個場同步信號VS輸入引腳 |
雙路6位LVDS輸出接口 | 雙路 | 6位 |
奇路數據爲18位 偶路數據爲18位 |
36bit LVDS接口 | |
單路8位LVDS輸出接口 | 單路 | 8位 | 24位 | 24bit LVDS接口 |
1個有效顯示數據使能信號DE輸入引腳 1個行同步信號HS輸入引腳 1個場同步信號VS輸入引腳 1個備用輸入引腳 |
雙路8位LVDS輸出接口 | 雙路 | 8位 |
奇路數據爲24位 偶路數據爲24位 |
48bit LVDS接口 | |
類型 | 方式傳輸 | 每個基色信號數據位 | RGB數據位 | 接口 | 數據/時鐘輸入 |
LVDS發送芯片信號輸入:RGB數據信號/時鐘信號/控制信號。
①數據信號
RGB信號以及數據選通DE和行場同步信號都算作數據信號。液晶面板的輸入信號中都必須要有DE信號,但有的液晶面板只使用單一的DE信號而不使用行場同步信號。因此,應用於不同的液晶面板時,有的LVDS發送芯片可能只需輸入DE信號,而有的需要同時輸入DE和行場同步信號。
②輸入時鐘信號
即像素時鐘信號。像素時鐘信號是傳輸數據和對數據信號進行讀取的基準。也稱爲數據移位時鐘(在LVDS發送芯片中,將輸入的並行RGB數據轉換成串行數據時要使用移位寄存器)
③待機控制信號
當此信號有效時(一般爲低電平時),將關閉LVDS發送芯片中時鐘PLL鎖相環電路的供電,停止IC的輸出。
④數據取樣點選擇信號
用來選擇使用時鐘脈衝的上升沿還是下降沿讀取所輸入的RGB數據。有的LVDS發送芯片可能並不設置待機控制信號和數據取樣點選擇信號,但也有的除了上述兩個控制信號還設置有其他一些控制信號。
LVDS發送芯片信號輸出類型:四通道/五通道/十通道。
LVDS發送芯片 | 信號 | 用於 |
四通道 |
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五通道 |
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十通道 |
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在十通道LVDS發送芯片中,設置了兩個時鐘脈衝輸出通道,這樣做的目的是可以更加靈活的適應不同類型的LVDS接收芯片。當LVDS接收電路同樣使用一片十通道LVDS接收芯片時,只需使用一個通道的時鐘信號即可;當LVDS接收電路使用兩片五通道LVDS接收芯片時,十通道LVDS發送芯片需要爲每個LVDS接收芯片提供單獨的時鐘信號。
LVDS發送芯片的輸出是低擺幅差分對信號,一般包含一個通道的時鐘信號和幾個通道的串行數據信號。輸出信號爲兩條線,一條線輸出正信號,另一條線輸出負信號。
①時鐘信號輸出
- 時鐘信號佔用LVDS發送芯片的一個通道。
- LVDS發送芯片輸出的時鐘信號頻率與輸入時鐘信號(像素時鐘信號)頻率相同。
- 時鐘信號的輸出常表示爲:TXCLK+和TXCLK-
②LVDS串行數據信號輸出
4通道 | 3個通道 |
TXOUT0+、TXOUT0-, TXOUT1+、TXOUT1-, TXOUT2+、TXOUT2- |
5通道 | 4個通道 |
TXOUT0+、TXOUT0-, TXOUT1+、TXOUTI-, TXOUT2+、TXOUT2-, TXOUT3+、TXOUT3-。 |
10通道 | 8個通道 |
TXOUT0+、TXOUT0-, TXOUT1+、TXOUT1-, TXOUT2+、TXOUT2-, TXOUT3+、TXOUT3-, TXOUT4+、TXOUT4-, TXOUT5+、TXOUT5-, TXOUT6+、TXOUT6-, TXOUT7+、TXOLT7- |
LVDS發送芯片通道 | 串行數據佔通道數 | 數據輸出信號常表示 |