LVDS(Low Voltage Differential Signaling,即低电压差分信号)
常见于高清分辨率的屏幕,是TTL接口的升级版,LVDS接口是在TTL的技术上编码而成,使用低压差分信号来进行传输。
这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据,从而有以下
特点: 低功耗---低误码率---低串扰---低抖动---低辐射 良好的信号完整性
TTL信号是TFT-LCD能直接识别的标准信号,接口一般是软排线直连屏幕,信号线至少有22根,RGB分别从0-5(R0~R5、G0~G5、B0~B5)、行场同步信号(HS、VS)以及时钟CLK信号
因为TTL信号屏线数量多,电平较高,有3V左右,缺点就是传输功耗大、信号很容易衰减,另一个就是电磁干扰大,所以现在慢慢已经被淘汰掉了,现在还会用在一些小尺寸低分辨率的工业屏上。
LVDS传输信号为平衡传输信号,TTL传输信号为非平衡传输信号;
LVDS传输信号为电流驱动信号,TTL传输信号为电压驱动信号;
LVDS接口终端匹配电阻标准规定为100Ω,由于恒流源为3.5mA,则摆动电平幅度为 -350mV~350mV。由于偏置电压为1.2V,则差分信号的电压范围为850mV~1550mV。
LVDS 信号传输由三部分组成:差分信号发送器,差分信号互联器,差分信号接收器。
发送器:将非平衡传输的TTL 信号转换成平衡传输的LVDS 信号。
接收器:将平衡传输的LVDS 信号转换成非平衡传输TTL 信号,很高的输入阻抗。
互联器:包括联接线(电缆或者PCB 走线),终端匹配电阻。按照IEEE 规定 ,电阻为100 欧。我们通常选择为100 ,120 欧。
接口分类
单路6位LVDS:采用单路方式传输,每个基色采用6位数据,共18位RGB数据;
双路6位LVDS:采用双路方式传输,每个基色采用6位数据,奇路数据为18位,偶路 数据为18位,共36位RGB数据;
单路8位LVDS:采用单路方式传输,每个基色采用8位数据,共24位RGB数据;
双路8位LVDS:采用双路方式传输,每个基色采用8位数据,奇路数据为24位,偶路 数据为24位,共48位RGB数据;
LVDS发送芯片将以并行方式输入的TTL电平RGB数据信号转换成串行之LVDS信号后,直接送往液晶面板侧之LVDS接收芯片。
四通道LVDS发送芯片:包含三个数据信号(其中包括RGB、数据使能、行同步、场同步信号)通道和一个时钟发送通道;
主要用于驱动6bit液晶面板,可以构成单路或者奇偶双路6bitLVDS接口电路。
五通道LVDS发送芯片:包含四个数据信号(其中包括RGB、数据使能、行同步、场同步信号)通道和一个时钟发 送通道;
主要用于驱动8bit液晶面板,可以构成单路或者奇偶双路8bit LVDS接口电路。
十通道LVDS发送芯片:包含八个数据信号(其中包括RGB、数据使能、行同步、场同步信号)通道和两个时钟发送通道;
主要用于驱动8bit液晶面板,用来构成奇偶双路8bitLVDS接口电路。
LVDS发送芯片在一个时钟脉冲周期内,每个数据通道都输出7bit的串行数据信号,而不 是常见的8bit数据,如下图所示:
以8bit RGB显示屏接口为例,每个显示周期需要传输8bit的R信号,8bit的G 信号,8bit 的B信号,及VS,HS,DE信号,总共为27 BIT。而每对LVDS信号线在一个TX周期里只能传输7BIT数据,所以需要4 对数据线,外加一对时钟线。
LVDS并串转换如下图所示:
上图每组差分线称为一个pair,四组数据线加一组时钟线称为一个channel;
LVDS发送器总是将一个像素数据映射到一个channel的一个发送周期中。
如果是6BIT 显示屏,则并行数据有21位(18位RGB加3位控制信号),因此LVDS 接口每个Channel只需要 3对数据线和一对时钟线。
如果是8BIT 显示屏,则并行数据有27位(24位RGB加3位控制信号),因此LVDS 接口每个Channel只需要 4对数据线和一对时钟线。
如果是10BIT 显示屏,则并行数据有33位(30位RGB 加3位控制信号),因此LVDS 接口每个Channel需要 5对数据线和一对时钟线。
LVDS的时钟一般为20MHz~85MHz,因此输出像素时钟低于85MHz的信号,只需要一个channel就可以。而对于输出像素时钟高于85MHz的,比如1080p@60Hz的输出,像素显示时钟为148.5MHz,就需要将输出像素按照顺序分为奇像素偶像素用两个channel传输;对于更高的1080p@120Hz,则需要四个channel分配。
LVDS接口电路中,将像素的并行数据转换为串行数据的格式主要有两种标准: VESA和JEIDA
LVDS发送芯片输出信号的格式:即LVDS发送芯片输入的RGB数据,以及行同步信号HS、场同步信号VS、有效显示数据使能信号DE在各个输出通道中数据位的排列顺序。 由于几个大的LYDS芯片生产厂家制定了不同的标准,因此,存在着几种不同的LVDS发送芯片数据输出格式;
单路 6BIT LVDS输出
双路6BIT LVDS输出
单路8bit LVDS发送芯片数据输出格式:单路8bit LVDS发送电路使用五通道LVDS发送芯片,输出信号格式有多种,下面只介绍其中的两种。
双路8bit LVDS发送芯片数据输出格式:双路8bit LVDS发送电路使用两片五通道LVDS发送芯片或一片十通道LVDS发送芯片。