液晶顯示器LVDS輸出接口概述

1.LVDS輸出接口概述

液晶顯示器驅(qū)動(dòng)板輸出的數(shù)字信號(hào)中，除了包括RGB數(shù)據(jù)信號(hào)外，還包括行同步、場同步、像素時(shí)鐘等信號(hào)，其中像素時(shí)鐘信號(hào)的最高頻率可超過28MHz。采用TTL接口，數(shù)據(jù)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(huì)對(duì)RGB數(shù)據(jù)造成一定的影響;另外，TTL多路數(shù)據(jù)信號(hào)采用排線的方式來傳送，整個(gè)排線數(shù)量達(dá)幾十路，不但連接不便，而且不適合超薄化的趨勢。采用LVDS輸出接口傳輸數(shù)據(jù)，可以使這些問題迎刃而解，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速率、低噪聲、遠(yuǎn)距離、高準(zhǔn)確度的傳輸。

那么，什么是LVDS輸出接口呢?LVDS，即Low Voltage DifferenTIal Signaling，是一種低壓差分信號(hào)技術(shù)接口。它是美國NS公司(美國國家半導(dǎo)體公司)為克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數(shù)據(jù)時(shí)功耗大、EMI電磁干擾大等缺點(diǎn)而研制的一種數(shù)字視頻信號(hào)傳輸方式。

LVDS輸出接口利用非常低的電壓擺幅(約350mV)在兩條PCB走線或一對(duì)平衡電纜上通過差分進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，即低壓差分信號(hào)傳輸。采用LVDS輸出接口，可以使得信號(hào)在差分PCB線或平衡電纜上以幾百M(fèi)bit/s的速率傳輸，由于采用低壓和低電流驅(qū)動(dòng)方式，因此，實(shí)現(xiàn)了低噪聲和低功耗。目前，LVDS輸出接口在17in及以上液晶顯示器中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.LVDS接口電路的組成

在液晶顯示器中，LVDS接口電路包括兩部分，即驅(qū)動(dòng)板側(cè)的LVDS輸出接口電路(LVDS發(fā)送器)和液晶面板側(cè)的LVDS輸入接口電路(LVDS接收器)。LVDS發(fā)送器將驅(qū)動(dòng)板主控芯片輸出的17L電平并行RGB數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成低電壓串行LVDS信號(hào)，然后通過驅(qū)動(dòng)板與液晶面板之間的柔性電纜(排線)將信號(hào)傳送到液晶面板側(cè)的LVDS接收器，LVDS接收器再將串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平的并行信號(hào)，送往液晶屏?xí)r序控制與行列驅(qū)動(dòng)電路。圖1所示為LVDS接口電路的組成示意圖。

圖1 LVDS接口電路的組成示意圖

在數(shù)據(jù)傳輸過程中，還必須有時(shí)鐘信號(hào)的參與，LVDS接口無論傳輸數(shù)據(jù)還是傳輸時(shí)鐘，都采用差分信號(hào)對(duì)的形式進(jìn)行傳輸。所謂信號(hào)對(duì)，是指LVDS接口電路中，每一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道或時(shí)鐘傳輸通道的輸出都為兩個(gè)信號(hào)(正輸出端和負(fù)輸出端)。

需要說明的是，不同的液晶顯示器，其驅(qū)動(dòng)板上的LVDS發(fā)送器不盡相同，有些LVDS發(fā)送器為一片或兩片獨(dú)立的芯片(如DS90C383)，有些則集成在主控芯片中(如主控芯片gm5221內(nèi)部就集成了LVDS發(fā)送器)。

3.LVDS輸出接口電路類型

與TTL輸出接口相同，LVDS輸出接口也分為以下四種類型：

(l)單路6位LVDS輸出接口

這種接口電路中，采用單路方式傳輸，每個(gè)基色信號(hào)采用6位數(shù)據(jù)，共18位RGB數(shù)據(jù)，因此，也稱18位或18bit LVDS接口。此，也稱18位或18bit LVDS接口。

(2)雙路6位LVDS輸出接口

這種接口電路中，采用雙路方式傳輸，每個(gè)基色信號(hào)采用6位數(shù)據(jù)，其中奇路數(shù)據(jù)為18位，偶路數(shù)據(jù)為18位，共36位RGB數(shù)據(jù)，因此，也稱36位或36bit LVDS接口。

(3)單路8位1TL輸出接口

這種接口電路中，采用單路方式傳輸，每個(gè)基色信號(hào)采用8位數(shù)據(jù)，共24位RGB數(shù)據(jù)，因此，也稱24位或24bit LVDS接口。

(4)雙路8位1TL輸出位接口

這種接口電路中，采用雙路方式傳輸，每個(gè)基色信號(hào)采用8位數(shù)據(jù)，其中奇路數(shù)據(jù)為24位，偶路數(shù)據(jù)為24位，共48位RGB數(shù)據(jù)，因此，也稱48位或48bit LVDS接口

4.典型LVDS發(fā)送芯片介紹

典型的LVDS發(fā)送芯片分為四通道、五通道和十通道幾種，下面簡要進(jìn)行介紹。

(1)四通道LVDS發(fā)送芯片

圖2 所示為四通道LVDS發(fā)送芯片(DS90C365)內(nèi)部框圖。包含了三個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)(其中包括RGB、數(shù)據(jù)使能DE、行同步信號(hào)HS、場同步信號(hào)VS)通道和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送通道。

圖2 4通道LVDS發(fā)送芯片內(nèi)部框圖

4通道LVDS發(fā)送芯片主要用于驅(qū)動(dòng)6bit液晶面板。使用四通道LVDS發(fā)送芯片可以構(gòu)成單路6bit LVDS接自電路和奇/偶雙路6bit LVDS接口電路。

(2)五通道LVDS發(fā)送芯片

圖3 所示為五通道LVDS發(fā)送芯片(DS90C385)內(nèi)部框圖。包含了四個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)(其中包括RGB、數(shù)據(jù)使能DE、行同步信號(hào)IIS、場同步信號(hào)vs)通道和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送通道。

圖3 5通道LVDS發(fā)送芯片內(nèi)部框圖

五通道LVDS發(fā)送芯片主要用于驅(qū)動(dòng)8bit液晶面板。使用五通道LVDS發(fā)送芯片主要用來構(gòu)成單路8bit LVDS接口電路和奇/偶雙路8bit LVDS接口電路。

(3)十通道LVDS發(fā)送芯片

圖4所示為十通道LVDS發(fā)送芯片(DS90C387)內(nèi)部框圖。包含了八個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)(其中包括RGB、數(shù)據(jù)使能DE、行同步信號(hào)HS、場同步信號(hào)VS)通道和兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送通道。

圖4 十通道LV DS發(fā)送芯片內(nèi)部框圖

十通道LVDS發(fā)送芯片主要用于驅(qū)動(dòng)8bit液晶面板。使用十通道LYDS發(fā)送芯片主要用來構(gòu)成奇/偶雙路8bit LVDS位接口電路。

在十通道LVDS發(fā)送芯片中，設(shè)置了兩個(gè)時(shí)鐘脈沖輸出通道，這樣做的目的是可以更加靈活的適應(yīng)不同類型的LVDS接收芯片。當(dāng)LVDS接收電路同樣使用一片十通道LVDS接收芯片時(shí)，只需使用一個(gè)通道的時(shí)鐘信號(hào)即可;當(dāng)LVDS接收電路使用兩片五通道LVDS接收芯片時(shí)，十通道LYDS發(fā)送芯片需要為每個(gè)LVDS接收芯片提供單獨(dú)的時(shí)鐘信號(hào)。

5.LVDS發(fā)送芯片的輸入與輸出信號(hào)

(1)LVDS發(fā)送芯片的輸入信號(hào)

LVDS發(fā)送芯片的輸入信號(hào)來自主控芯片，輸入信號(hào)包含RGB數(shù)據(jù)信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和控制信號(hào)三大類。

①數(shù)據(jù)信號(hào)：為了說明的方便，將RGB信號(hào)以及數(shù)據(jù)選通DE和行場同步信號(hào)都算作數(shù)據(jù)信號(hào)。