液晶顯示器LVDS輸出接口概述

1.LVDS輸出接口概述

液晶顯示器驅動(dòng)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(chǎng)同步、像素時(shí)鐘等信號，其中像素時(shí)鐘信號的最高頻率可超過(guò)28MHz。采用TTL接口，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(huì )對RGB數據造成一定的影響;另外，TTL多路數據信號采用排線(xiàn)的方式來(lái)傳送，整個(gè)排線(xiàn)數量達幾十路，不但連接不便，而且不適合超薄化的趨勢。采用LVDS輸出接口傳輸數據，可以使這些問(wèn)題迎刃而解，實(shí)現數據的高速率、低噪聲、遠距離、高準確度的傳輸。

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技術(shù)接口。它是美國NS公司(美國國家半導體公司)為克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數據時(shí)功耗大、EMI電磁干擾大等缺點(diǎn)而研制的一種數字視頻信號傳輸方式。

LVDS輸出接口利用非常低的電壓擺幅(約350mV)在兩條PCB走線(xiàn)或一對平衡電纜上通過(guò)差分進(jìn)行數據的傳輸，即低壓差分信號傳輸。采用LVDS輸出接口，可以使得信號在差分PCB線(xiàn)或平衡電纜上以幾百Mbit/s的速率傳輸，由于采用低壓和低電流驅動(dòng)方式，因此，實(shí)現了低噪聲和低功耗。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，即驅動(dòng)板側的LVDS輸出接口電路(LVDS發(fā)送器)和液晶面板側的LVDS輸入接口電路(LVDS接收器)。LVDS發(fā)送器將驅動(dòng)板主控芯片輸出的17L電平并行RGB數據信號和控制信號轉換成低電壓串行LVDS信號，然后通過(guò)驅動(dòng)板與液晶面板之間的柔性電纜(排線(xiàn))將信號傳送到液晶面板側的LVDS接收器，LVDS接收器再將串行信號轉換為T(mén)TL電平的并行信號，送往液晶屏時(shí)序控制與行列驅動(dòng)電路。圖1所示為L(cháng)VDS接口電路的組成示意圖。

圖1 LVDS接口電路的組成示意圖

在數據傳輸過(guò)程中，還必須有時(shí)鐘信號的參與，LVDS接口無(wú)論傳輸數據還是傳輸時(shí)鐘，都采用差分信號對的形式進(jìn)行傳輸。所謂信號對，是指LVDS接口電路中，每一個(gè)數據傳輸通道或時(shí)鐘傳輸通道的輸出都為兩個(gè)信號(正輸出端和負輸出端)。

需要說(shuō)明的是，不同的液晶顯示器，其驅動(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立的芯片(如DS90C383)，有些則集成在主控芯片中(如主控芯片gm5221內部就集成了LVDS發(fā)送器)。

3.LVDS輸出接口電路類(lèi)型

與TTL輸出接口相同，LVDS輸出接口也分為以下四種類(lèi)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)基色信號采用6位數據，共18位RGB數據，因此，也稱(chēng)18位或18bit LVDS接口。此，也稱(chēng)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)基色信號采用6位數據，其中奇路數據為18位，偶路數據為18位，共36位RGB數據，因此，也稱(chēng)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)基色信號采用8位數據，共24位RGB數據，因此，也稱(chēng)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)基色信號采用8位數據，其中奇路數據為24位，偶路數據為24位，共48位RGB數據，因此，也稱(chēng)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(jiǎn)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)內部框圖。包含了三個(gè)數據信號(其中包括RGB、數據使能DE、行同步信號HS、場(chǎng)同步信號VS)通道和一個(gè)時(shí)鐘信號發(fā)送通道。

圖2 4通道LVDS發(fā)送芯片內部框圖

4通道LVDS發(fā)送芯片主要用于驅動(dòng)6bit液晶面板。使用四通道LVDS發(fā)送芯片可以構成單路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)內部框圖。包含了四個(gè)數據信號(其中包括RGB、數據使能DE、行同步信號IIS、場(chǎng)同步信號vs)通道和一個(gè)時(shí)鐘信號發(fā)送通道。

圖3 5通道LVDS發(fā)送芯片內部框圖

五通道LVDS發(fā)送芯片主要用于驅動(dòng)8bit液晶面板。使用五通道LVDS發(fā)送芯片主要用來(lái)構成單路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)內部框圖。包含了八個(gè)數據信號(其中包括RGB、數據使能DE、行同步信號HS、場(chǎng)同步信號VS)通道和兩個(gè)時(shí)鐘信號發(fā)送通道。

圖4 十通道LV DS發(fā)送芯片內部框圖

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

在十通道LVDS發(fā)送芯片中，設置了兩個(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不同類(lèi)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(shí)，只需使用一個(gè)通道的時(shí)鐘信號即可;當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接收芯片提供單獨的時(shí)鐘信號。

5.LVDS發(fā)送芯片的輸入與輸出信號

(1)LVDS發(fā)送芯片的輸入信號

LVDS發(fā)送芯片的輸入信號來(lái)自主控芯片，輸入信號包含RGB數據信號、時(shí)鐘信號和控制信號三大類(lèi)。

①數據信號：為了說(shuō)明的方便，將RGB信號以及數據選通DE和行場(chǎng)同步信號都算作數據信號。