Zeigen Sie das Prinzip der LVDS-Schnittstellentechnologie und eine detaillierte Einführung an

Nach der Entwicklung der Forschungs- und Entwicklungsabteilung für Technologie in Shenzhen Hongjia beherrscht unser Unternehmen die ausgereifte LVDS-LCD-Bildschirmtechnologie. Derzeit sind 2,6-Zoll-LVDS-Bildschirme mit einer Auflösung von 800*480 und 7-Zoll-LVDS-Bildschirme mit einer Auflösung von 1024*600 in Massenproduktion. Und 8-Zoll-LVDS und 10,1-Zoll-LVDS. Wird hauptsächlich in den Kundengruppen Industriesteuerung und Branchenanpassung eingesetzt.
Technisches Prinzip und detaillierte Einführung von LVDS
Mit der zunehmenden Beliebtheit des Internets erfreuen sich Kommunikationsgeräte aller Art bei Verbrauchern immer größerer Beliebtheit, was zu einem stark steigenden Bedarf an Datenübertragung führt. Darüber hinaus erfordern digitales Fernsehen, hochauflösendes Fernsehen und Farbbilder eine höhere Bandbreite. Daher müssen Systemdesigningenieure auf analoge Technologie zurückgreifen, um Schaltungssysteme zu entwerfen und die Datenübertragung zu unterstützen. Low-Voltage-Differential-Signaling (kurz LVDS) ist eine solche analoge Technologie, die Ingenieure zum Entwurf von Mixed-Signal-Systemen nutzen können. LVDS nutzt analoge Hochgeschwindigkeitsschaltungstechnologie, um sicherzustellen, dass Kupferdrähte eine Datenübertragung über Gigabit unterstützen können.
1 Einführung in LVDS
LVDS (Low Voltage Differential Signaling) ist eine differenzielle Signaltechnologie mit geringer Schwankung, die die Übertragung von Signalen mit einer Geschwindigkeit von mehreren hundert Mbit/s auf differenziellen Leiterplattenpaaren oder symmetrischen Kabeln ermöglicht. Seine niedrige Spannungsamplitude und sein niedriger Strom-Antriebsausgang sorgen für geringe Geräuschentwicklung und geringen Stromverbrauch.
Seit Jahrzehnten vereinfacht die Verwendung einer 5-V-Versorgung die Schnittstelle zwischen Logikschaltungen verschiedener Technologien und Hersteller. Mit der Entwicklung integrierter Schaltkreise und dem Bedarf an höheren Datenraten ist die Niederspannungsstromversorgung jedoch zu einem dringenden Bedarf geworden. Durch die Reduzierung der Versorgungsspannung wird nicht nur der Stromverbrauch hochdichter integrierter Schaltkreise verringert, sondern auch die Wärmeableitung innerhalb des Chips verringert, was zur Verbesserung des Integrationsgrads beiträgt.
LVDS-Empfänger können Schwankungen der Massespannung zwischen Treiber und Empfänger von mindestens ±1 V tolerieren. Da die typische Vorspannung des LVDS-Treibers +1,2 V beträgt, ist die Summe der Spannungsschwankung der Erde, der Vorspannung des Treibers und des geringfügig eingekoppelten Rauschens eine Gleichtaktspannung am Empfängereingang in Bezug auf Empfängermasse. Dieser Gleichtaktbereich beträgt: +0,2 V bis +2,2 V. Der empfohlene Eingangsspannungsbereich des Empfängers beträgt: 0 V bis +2,4 V.
2 Design des LVDS-Systems
Das Design eines LVDS-Systems erfordert, dass der Designer Erfahrung im Ultra-High-Speed-Single-Board-Design hat und die Theorie der Differenzsignalisierung versteht. Es ist nicht sehr schwierig, eine Hochgeschwindigkeits-Differenzialplatine zu entwerfen. Im Folgenden werden die Aufmerksamkeitspunkte kurz vorgestellt.
2.1 Leiterplatte
(A) Verwenden Sie mindestens 4 Leiterplattenschichten (von oben nach unten): LVDS-Signalschicht, Erdungsschicht, Leistungsschicht, TTL-Signalschicht;
(B) Isolieren Sie das TTL-Signal und das LVDS-Signal voneinander. Andernfalls kann TTL mit der LVDS-Leitung gekoppelt werden. Es ist am besten, die TTL- und LVDS-Signale auf verschiedenen Ebenen zu platzieren, die durch Strom/Masse getrennt sind.
(C) Platzieren Sie den LVDS-Treiber und -Empfänger so nah wie möglich am LVDS-Ende des Steckers.
(D) Verwenden Sie mehrere verteilte Kondensatoren, um LVDS-Geräte zu umgehen, wobei oberflächenmontierte Kondensatoren in der Nähe der Strom-/Erdungsstifte platziert werden.
(E) Die Leistungsschicht und die Erdungsschicht sollten dicke Leitungen verwenden. Verwenden Sie keine 50-Ω-Verkabelungsregeln.
(F) Halten Sie den Rückweg der Leiterplatten-Masseebene breit und kurz;
(G) Die Erdungsebenen der beiden Systeme sollten durch Kabel mit Erdungsrückführungs-Kupferdrähten (Erdungsrückführungsdraht) verbunden werden;
(H) Verwenden Sie mehrere Durchkontaktierungen (mindestens zwei), um die Stromversorgungsebene (Leitung) und die Masseebene (Leitung) anzuschließen. Oberflächenmontierte Kondensatoren können direkt an die Durchkontaktierungspads gelötet werden, um Drahtstummel zu reduzieren.
2.2 Leitungen an Bord
(A) Sowohl Mikrostreifenleiter als auch Streifenleiter haben eine gute Leistung;
(B) Advantages of microwave transmission lines: generally have higher differential impedance and do not require additional vias;
(C) Stripline sorgt für eine bessere Abschirmung zwischen den Signalen.
2.3 Differentiallinien
(A) Verwenden Sie Leitungen mit kontrollierter Impedanz, die der Differenzimpedanz und dem Abschlusswiderstand des Übertragungsmediums entsprechen, und sorgen Sie dafür, dass die Differenzleitungspaare unmittelbar nach dem Verlassen des integrierten Chips so nah wie möglich beieinander liegen (weniger als 10 mm), was Reflexionen und reduzieren kann Stellen Sie sicher, dass die Kopplung erfolgt. Das empfangene Rauschen ist Gleichtaktrauschen.
(B) Passen Sie die Längen der Differenzleitungspaare an, um Signalverzerrungen zu reduzieren und zu verhindern, dass elektromagnetische Strahlung Phasenunterschiede zwischen Signalen verursacht;
(C) Verlassen Sie sich nicht ausschließlich auf die Autorouting-Funktion, sondern modifizieren Sie sie sorgfältig, um eine differenzielle Impedanzanpassung und eine Isolierung der differenziellen Leitungen zu erreichen.
(D) Minimierung von Durchkontaktierungen und anderen Faktoren, die Leitungsunterbrechungen verursachen;
(E) Vermeiden Sie 90°-Spuren, die zu Widerstandsunterbrechungen führen, und verwenden Sie stattdessen Bögen oder 45°-gefaltete Linien.
(F) Innerhalb eines Differentialpaars sollte der Abstand zwischen den beiden Drähten so kurz wie möglich sein, um die Gleichtaktunterdrückung des Empfängers zu gewährleisten. Auf der Leiterplatte sollte der Abstand zwischen den beiden Differenzleitungen möglichst gleichmäßig sein, um Unstetigkeiten in der Differenzimpedanz zu vermeiden.
2.4 Terminal
(A) Verwenden Sie Abschlusswiderstände, um eine maximale Anpassung an die Differenzübertragungsleitung zu erreichen. Der Widerstandswert liegt im Allgemeinen zwischen 90 und 130 Ω, das System auch
Dieser Abschlusswiderstand ist erforderlich, um für den ordnungsgemäßen Betrieb eine Differenzspannung zu erzeugen.
(B) Zum Anschluss der Differenzleitung verwenden Sie am besten einen oberflächenmontierten Widerstand mit einer Genauigkeit von 1 bis 2 %. Bei Bedarf können Sie auch zwei Widerstandswerte verwenden
50-Ω-Widerstand mit einem dazwischen liegenden Kondensator zur Erde, um Gleichtaktrauschen herauszufiltern.
2,5 Unbenutzte Pins
Alle nicht verwendeten Eingangspins des LVDS-Empfängers sind erdfrei, alle nicht verwendeten LVDS- und TTL-Ausgangspins sind erdfrei, und nicht verwendete TTL-Übertragungs-/Treibereingänge und Steuer-/Aktivierungspins sind mit Strom oder Masse verbunden.
2.6 Auswahl des Mediums (Kabel und Stecker).
(A) Bei Verwendung eines Mediums mit kontrollierter Impedanz beträgt die Differenzimpedanz etwa 100 Ω, und es wird keine große Impedanzdiskontinuität eingeführt;
(B) Symmetrische Kabel (z. B. verdrillte Paare) sind im Allgemeinen besser als unsymmetrische Kabel, allein schon wegen der Reduzierung von Rauschen und der Verbesserung der Signalqualität;
(C) Wenn die Kabellänge weniger als 0,5 m beträgt, können die meisten Kabel effektiv funktionieren. Wenn der Abstand zwischen 0,5 m und 10 m beträgt, ist CAT
3 (Kategorie 3) Twisted-Pair-Kabel sind effektiv, günstig und einfach zu kaufen. Wenn die Entfernung größer als 10 m ist und eine hohe Geschwindigkeit erforderlich ist, wird die Verwendung von CAT 5-Twisted-Pair-Kabeln empfohlen.