Hiển thị nguyên tắc công nghệ giao diện LVDS và giới thiệu chi tiết

Sau sự phát triển của Phòng Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Hongjia Thâm Quyến, công ty chúng tôi đã làm chủ được công nghệ màn hình LCD LVDS trưởng thành. Hiện nay, có màn hình LVDS 2,6 inch độ phân giải 800*480 và màn hình LVDS 7 inch độ phân giải 1024*600 được sản xuất hàng loạt. Và LVDS 8 inch và LVDS 10,1 inch. Chủ yếu được sử dụng trong các nhóm khách hàng tùy biến ngành và kiểm soát công nghiệp.
Nguyên lý kỹ thuật LVDS và giới thiệu chi tiết
     With the increasing popularity of the Internet, all kinds of communication devices are becoming more and more popular among consumers, which leads to a sharp increase in the demand for data transmission. In addition, digital TV, high-definition TV, and color images all require higher bandwidth. Therefore, system design engineers must rely on analog technology to design circuit systems and support data transmission. Low-voltage differential signaling (LVDS for short) is one such analog technology that engineers can use to design mixed-signal systems. LVDS uses high-speed analog circuit technology to ensure that copper wires can support data transmission above gigabits.
1 Giới thiệu về LVDS
LVDS (Tín hiệu vi sai điện áp thấp) là công nghệ tín hiệu vi sai dao động thấp cho phép truyền tín hiệu với tốc độ vài trăm Mbps trên các cặp PCB vi sai hoặc cáp cân bằng. Biên độ điện áp thấp và đầu ra truyền động dòng điện thấp giúp đạt được độ ồn thấp và mức tiêu thụ điện năng thấp.
Trong nhiều thập kỷ, việc sử dụng nguồn 5V đã đơn giản hóa giao diện giữa các mạch logic của các công nghệ và nhà cung cấp khác nhau. Tuy nhiên, với sự phát triển của mạch tích hợp và yêu cầu về tốc độ dữ liệu cao hơn, việc cung cấp điện áp thấp đã trở thành một nhu cầu cấp thiết. Việc giảm điện áp nguồn không chỉ làm giảm mức tiêu thụ điện năng của các mạch tích hợp mật độ cao mà còn giảm khả năng tản nhiệt bên trong chip, giúp nâng cao mức độ tích hợp.
Bộ thu LVDS có thể chịu được sự thay đổi điện áp nối đất ít nhất ±1V giữa trình điều khiển và bộ thu. Vì điện áp phân cực điển hình của trình điều khiển LVDS là +1,2V, nên tổng biến thiên điện áp của mặt đất, điện áp phân cực của trình điều khiển và nhiễu kết hợp nhẹ, là điện áp chế độ chung ở đầu vào máy thu đối với mặt đất của máy thu. Phạm vi chế độ chung này là: +0,2V～+2,2V. Dải điện áp đầu vào được đề xuất của máy thu là: 0V～+2.4V.
2 Thiết kế hệ thống LVDS
Việc thiết kế hệ thống LVDS yêu cầu người thiết kế phải có kinh nghiệm về thiết kế bo mạch đơn tốc độ cực cao và hiểu lý thuyết về tín hiệu vi sai. Việc thiết kế một bảng vi sai tốc độ cao không phải là điều khó khăn lắm. Sau đây sẽ giới thiệu ngắn gọn những điểm cần chú ý.
2.1 bảng mạch PCB
(A) Sử dụng ít nhất 4 lớp PCB (từ trên xuống dưới): Lớp tín hiệu LVDS, lớp nối đất, lớp nguồn, lớp tín hiệu TTL;
(B) Cách ly tín hiệu TTL và tín hiệu LVDS với nhau, nếu không, TTL có thể được ghép với đường LVDS, tốt nhất nên đặt tín hiệu TTL và LVDS trên các lớp khác nhau cách nhau bằng nguồn/mặt đất;
(C) Xác định vị trí trình điều khiển và bộ thu LVDS càng gần đầu LVDS của đầu nối càng tốt;
(D) Sử dụng nhiều tụ điện phân tán để bỏ qua các thiết bị LVDS, với các tụ điện gắn trên bề mặt được đặt gần các chân nguồn/chân nối đất;
(E) Lớp nguồn và lớp đất nên sử dụng đường dây dày, không sử dụng quy tắc nối dây 50Ω;
(F) Giữ đường quay trở lại mặt phẳng mặt đất PCB rộng và ngắn;
(G) Mặt đất của hai hệ thống phải được kết nối bằng cáp sử dụng dây đồng hồi tiếp đất (dây hồi lưu gu9ound);
(H) Sử dụng nhiều vias (ít nhất là hai) để kết nối với mặt phẳng nguồn (đường dây) và mặt phẳng nối đất (đường dây), đồng thời các tụ điện gắn trên bề mặt có thể được hàn trực tiếp vào các miếng đệm via để giảm bớt cuống dây.
2.2 Dây điện trên tàu
(A) Cả microstrip và Stripline đều có hiệu suất tốt;
(B) Ưu điểm của đường truyền vi sóng: thường có trở kháng vi sai cao hơn và không cần bổ sung vias;
(C) Stripline cung cấp khả năng che chắn tốt hơn giữa các tín hiệu.
2.3 Đường vi sai
(A) Sử dụng các đường trở kháng được kiểm soát phù hợp với trở kháng vi sai và điện trở kết cuối của môi trường truyền dẫn, đồng thời làm cho các cặp đường vi sai càng gần nhau càng tốt (dưới 10 mm) ngay sau khi rời khỏi chip tích hợp, điều này có thể làm giảm phản xạ và đảm bảo khớp nối Tiếng ồn nhận được là tiếng ồn chế độ chung;
(B) So khớp độ dài của các cặp đường vi sai để giảm méo tín hiệu và ngăn bức xạ điện từ gây ra lệch pha giữa các tín hiệu;
(C) Không chỉ dựa vào chức năng tự động định tuyến mà hãy sửa đổi nó một cách cẩn thận để đạt được sự phù hợp trở kháng vi sai và đạt được sự cách ly các đường vi sai;
(D) Giảm thiểu đường đi và các yếu tố khác gây gián đoạn đường dây;
(E) Tránh các đường 90° sẽ gây ra sự gián đoạn điện trở và thay vào đó hãy sử dụng các đường cung hoặc đường gấp 45°;
(F) Trong một cặp vi sai, khoảng cách giữa hai dây phải càng ngắn càng tốt để duy trì khả năng loại bỏ chế độ chung của máy thu. Trên bảng in, khoảng cách giữa hai đường vi sai phải càng nhất quán càng tốt để tránh sự gián đoạn trong trở kháng vi sai.
2.4 Thiết bị đầu cuối
(A) Sử dụng điện trở đầu cuối để đạt được mức độ phù hợp tối đa với đường truyền vi sai. Giá trị điện trở thường nằm trong khoảng từ 90 đến 130Ω và hệ thống cũng
Điện trở kết thúc này được yêu cầu để tạo ra điện áp vi sai để hoạt động bình thường;
(B) It is best to use a surface mount resistor with an accuracy of 1 to 2% to connect the differential line. If necessary, you can also use two resistance values of
Điện trở 50Ω có tụ điện ở giữa nối đất để lọc nhiễu chế độ chung.
2.5 Chân không sử dụng
Tất cả các chân đầu vào của máy thu LVDS không được sử dụng đều nổi, tất cả các chân đầu ra LVDS và TTL không được sử dụng đều nổi và các chân đầu vào trình điều khiển/truyền và điều khiển/kích hoạt TTL không sử dụng được kết nối với nguồn hoặc đất.
2.6 Lựa chọn phương tiện (cáp và đầu nối)
(A) Sử dụng môi trường trở kháng được kiểm soát, trở kháng vi sai là khoảng 100Ω và sẽ không có hiện tượng gián đoạn trở kháng lớn;
(B) Cáp cân bằng (chẳng hạn như cáp xoắn đôi) thường tốt hơn cáp không cân bằng chỉ vì giảm nhiễu và cải thiện chất lượng tín hiệu;
(C) Khi chiều dài cáp nhỏ hơn 0,5m, hầu hết các loại cáp đều có thể hoạt động hiệu quả. Khi khoảng cách từ 0,5m đến 10m, CAT
3 (Loại 3) Cáp xoắn đôi có hiệu quả, rẻ và dễ mua. Khi khoảng cách lớn hơn 10m và cần tốc độ cao thì nên sử dụng cáp xoắn đôi CAT 5.