对于高速电路,尤其是高速数据总线,常用的器件一般有ECL、BTL和GTL等。这些器件的工艺成熟,应用也较为广泛,但都存在一个共同的弱点,即功耗大。
此外, 采用单端信号的BTL和GTL器件,电磁辐射也较强。目前,NS公司率先推出的CMOS工艺的低电压差分信号器件, 即LVDS给了人们另一种选择。
LVDS技术简介
LVDS是一种小振幅差分信号技术,使用非常低的幅度信号(约350mV)通过一对差分PCB走线或平衡电缆传输数据。它允许单个信道传输速率达到每秒数百兆比特,其特有的低振幅及恒流源模式驱动只产生极低的噪声,消耗非常小的功率。
LVDS定义在2个国际标准中:IEEEP1596.3, 主要面向SCI,定义了LVDS的电特性,还定义了SC I协议中包交换时的编码;ANSI/EIA -644,主要定义了LVDS的电特性,并建议了655Mb/s的最大速率和1.823Gb/s的无失真媒质上的理论极限速率。在2个标准中都指定了与物理媒质无关的特性,这保证了LVDS能成为多用途的接口标准。
LVDS驱动和接收
上图为LVDS的工作原理示意图,其驱动器由个恒流源(通常为3.5mA)驱动一对差分信号线组成。在接收端有一个高的直流输入阻抗(几乎不会消耗电流),所以几乎全部的驱动电流将流经100欧的终端电阻在接收器输入端产生约350mV的电压。
当驱动状态反转时,流经电阻的电流方向改变,于是在接收端产生一个有效的“0”或“1”逻辑状态。
LVDS的特点和分类
LVDS为克服以TTL电平方式传输的高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。
LVDS是利用低电压差(典型值为350 mV)进行编码信息的。
LVDS信号分为单路6位LVDS,双路6位LVDS,单路8位LVDS和双路8位LVDS,特点对比如下表:
我们常用的是HDMI高清接口,那么LVDS与HDMI又有哪些区别呢。
它们都是高清输出接口,LVDS由于采用低压和低电流驱动方式,因此,实现了低噪声和低功耗。
HDMI的TMDS是3.3V,而DDC电路的电平则是5V。传统的TTL驱动电平带来的噪声和功耗相对较大,要是对产品的EMI和EMC要求比较严格,则应该优选LVDS接口。
LVDS的应用
整个应用分为LVDS输出驱动板和LVDS接收液晶面板,一般主控芯片内部没有集成的LVDS发射模块,只提供6或8bit RGB接口,传输的是TTL电平,这时候需要加一块TTL转LVDS的转换芯片,然后将LVDS信号传输给液晶面板。液晶面板的LVDS接收器再对信号做转换处理并显示。
另外需要给液晶面板提供液晶的背光,背光电路一般放在驱动板,主控通过PWM信号对面板背光进行调节。若液晶面板带触摸功能,还需要设计触摸控制电路,触摸控制器与主控通过I2C通信,再去驱动液晶面板。
测试案例
测试设备
测试样品
TX信号测试设置DUT
TX信号测试设置Date
TX信号测试设置CLOCK
TX信号测试设置 MASK AND CDR
测试数据
随着信息化的发展,LVDS的高性能、低功耗、低噪声的优点,使得LVDS将成为很多设计适合的方案。LVDS不仅能够以数百兆的速率传输数据而且驱动距离可达10m,远胜于其他标准。这些优点可能使LVDS成为高速数据传输的标准。
具体项目 |