『轉載』液晶顯示器LVDS輸出接口概述

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　　1．LVDS輸出接口概述
　　液晶顯示器驅動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、場同步、像素時鐘等信號，其中像素時鐘信號的最高頻率可超過28MHz。採用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，會對RGB數據造成一定的影響；另外，TTL多路數據信號採用排綫的方式來傳送，整個排綫數量達幾十路，不但連接不便，而且不適合超薄化的趨勢。採用LVDS輸出接口傳輸數據，可以使這些問題迎刃而解，實現數據的高速率、低噪聲、遠距離、高準確度的傳輸。　　那麼，什麼是LVDS輸出接口呢？LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一種低壓差分信號技術接口。它是美國NS公司（美國國家半導體公司）爲克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數據時功耗大、EMI電磁干擾大等缺點而研製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走綫或一對平衡電纜上通過差分進行數據的傳輸，即低壓差分信號傳輸。採用LVDS輸出接口，可以使得信號在差分PCB綫或平衡電纜上以幾百Mbit／s的速率傳輸，由於採用低壓和低電流驅動方式，因此，實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，即驅動板側的LVDS輸出接口電路（LVDS發送器）和液晶面板側的LVDS輸入接口電路（LVDS接收器）。LVDS發送器將驅動板主控芯片輸出的17L電平並行RGB數據信號和控制信號轉換成低電壓串行LVDS信號，然後通過驅動板與液晶面板之間的柔性電纜（排綫）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爲TTL電平的並行信號，送往液晶屏時序控制與行列驅動電路。圖1所示爲LVDS接口電路的組成示意圖。



　　 圖1 LVDS接口電路的組成示意圖　　在數據傳輸過程中，還必須有時鐘信號的參與，LVDS接口無論傳輸數據還是傳輸時鐘，都採用差分信號對的形式進行傳輸。所謂信號對，是指LVDS接口電路中，每一個數據傳輸通道或時鐘傳輸通道的輸出都爲兩個信號（正輸出端和負輸出端）。　　需要說明的是，不同的液晶顯示器，其驅動板上的LVDS發送器不盡相同，有些LVDS發送器爲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發送器）。　　3．LVDS輸出接口電路類型
　　與TTL輸出接口相同，LVDS輸出接口也分爲以下四種類型：　　（l）單路6位LVDS輸出接口
　　這種接口電路中，採用單路方式傳輸，每個基色信號採用6位數據，共18位RGB數據，因此，也稱18位或18bit LVDS接口。此，也稱18位或18bit LVDS接口。　　（2）雙路6位LVDS輸出接口
這種接口電路中，採用雙路方式傳輸，每個基色信號採用6位數據，其中奇路數據爲18位，偶路數據爲18位，共36位RGB數據，因此，也稱36位或36bit LVDS接口。　　（3）單路8位1TL輸出接口
這種接口電路中，採用單路方式傳輸，每個基色信號採用8位數據，共24位RGB數據，因此，也稱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，採用雙路方式傳輸，每個基色信號採用8位數據，其中奇路數據爲24位，偶路數據爲24位，共48位RGB數據，因此，也稱48位或48bit LVDS接口

　　4．典型LVDS發送芯片介紹
　　典型的LVDS發送芯片分爲四通道、五通道和十通道幾種，下面簡要進行介紹。　　（1）四通道LVDS發送芯片
　　圖2 所示爲四通道LVDS發送芯片（DS90C365）內部框圖。包含了三個數據信號（其中包括RGB、數據使能DE、行同步信號HS、場同步信號VS）通道和一個時鐘信號發送通道。




　　圖2 4通道LVDS發送芯片內部框圖　　4通道LVDS發送芯片主要用於驅動6bit液晶面板。使用四通道LVDS發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發送芯片
　　 圖3 所示爲五通道LVDS發送芯片（DS90C385）內部框圖。包含了四個數據信號（其中包括RGB、數據使能DE、行同步信號IIS、場同步信號vs）通道和一個時鐘信號發送通道。



　　圖3 5通道LVDS發送芯片內部框圖

　　五通道LVDS發送芯片主要用於驅動8bit液晶面板。使用五通道LVDS發送芯片主要用來構成單路8bit LVDS接口電路和奇／偶雙路8bit LVDS接口電路。

　　（3）十通道LVDS發送芯片
　　 圖4所示爲十通道LVDS發送芯片（DS90C387）內部框圖。包含了八個數據信號（其中包括RGB、數據使能DE、行同步信號HS、場同步信號VS）通道和兩個時鐘信號發送通道。



　　圖4 十通道LV DS發送芯片內部框圖

　　十通道LVDS發送芯片主要用於驅動8bit液晶面板。使用十通道LYDS發送芯片主要用來構成奇／偶雙路8bit LVDS位接口電路。　　在十通道LVDS發送芯片中，設置了兩個時鐘脈衝輸出通道，這樣做的目的是可以更加靈活的適應不同類型的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，只需使用一個通道的時鐘信號即可；當LVDS接收電路使用兩片五通道LVDS接收芯片時，十通道LYDS發送芯片需要爲每個LVDS接收芯片提供單獨的時鐘信號。

　　5．LVDS發送芯片的輸入與輸出信號
　　（1）LVDS發送芯片的輸入信號
　　 LVDS發送芯片的輸入信號來自主控芯片，輸入信號包含RGB數據信號、時鐘信號和控制信號三大類。　　 ①數據信號：爲了說明的方便，將RGB信號以及數據選通DE和行場同步信號都算作數據信號。　　 在供6bit液晶面板使用的四通道LVDS發送芯片中，共有十八個RGB信號輸入引腳，分別是R0～R5紅基色數據（6bit紅基色數據，R0爲最低有效位，R5爲最高有效位）六個，G0～G5綠基色數據六個，B0～B5藍基色數據六個；一個顯示數據使能信號DE（數據有效信號）輸入引腳；一個行同步信號HS輸入引腳；一個場同步信號VS輸入引腳。也就是說，在四通道LYDS發送芯片中，共有二十一個數據信號輸入引腳。　　在供8bit液晶面板使用的五通道LVDS發送芯片中，共有二十四個RGB信號輸入引腳，分別是紅基色數據R0～W（8bit紅基色數據，R0爲最低有效位，R7爲最高有效位）八個，綠基色數據G0～G7八個，藍基色數據B0～B7八個；一個有效顯示數據使能信號DE（數據有效信號）輸入引腳；一個行同步信號HS輸入引腳；一個場同步信號VS輸入引腳；一個各用輸入引腳。也就是說，在五通道LVDS發送芯片中，共有二十八個數據信號輸入引腳。　　應該注意的是，液晶面板的輸入信號中都必須要有DE信號，但有的液晶面板只使用單一的DE信號而不使用行場同步信號。因此，應用於不同的液晶面板時，有的LVDS發送芯片可能只需輸入DE信號，而有的需要同時輸入DE和行場同步信號。　　②輸入時鐘信號：即像素時鐘信號，也稱爲數據移位時鐘（在LVDS發送芯片中，將輸入的並行RGB數據轉換成串行數據時要使用移位寄存器）。像素時鐘信號是傳輸數據和對數據信號進行讀取的基準。　　③待機控制信號（POWER DOWN）：當此信號有效時（一般爲低電平時），將關閉LVDS發送芯片中時鐘PLL鎖相環電路的供電，停止IC的輸出。
　
　　④數據取樣點選擇信號：用來選擇使用時鐘脈衝的上升沿還是下降沿讀取所輸入的RGB數據。有的LVDS發送芯片可能並不設置待機控制信號和數據取樣點選擇信號，但也有的除了上述兩個控制信號還設置有其他一些控制信號。（2）LVDS發送芯片的輸出信號
　　LVDS發送芯片將以並行方式輸入的TTL電平RGB數據信號轉換成串行的LVDS信號後，直接送往液晶面板側的LVDS接收芯片。　　LVDS發送芯片的輸出是低擺幅差分對信號，一般包含一個通道的時鐘信號和幾個通道的串行數據信號。由於LVDS發送芯片是以差分信號的形式進行輸出，因此，輸出信號爲兩條綫，一條綫輸出正信號，另一條綫輸出負信號。　　 ①時鐘信號輸出：LVDS發送芯片輸出的時鐘信號頻率與輸入時鐘信號（像素時鐘信號）頻率相同。時鐘信號的輸出常表示爲：TXCLK＋和TXCLK－，時鐘信號佔用LVDS發送芯片的一個通道。　　②LVDS串行數據信號輸出：對於四通道LVDS發送芯片，串行數據佔用三個通道，其數據輸出信號常表示爲TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－。　　對於五通道LYDS發送芯片，串行數據佔用四個通道，其數據輸出信號常表示爲TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUTI－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3＋、TXOUT3－。　　對於十通道LVDS發送芯片，串行數據佔用八個通道，其數據輸出信號常表示爲TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3＋、TXOUT3－，TXOUT4＋、TXOUT4－，TXOUT5＋、TXOUT5－，TXOUT6＋、TXOUT6－，TXOUT7＋、TXOLT7－。　　如果只看電路圖，是不能從LVDS發送芯片的輸出信號TXOUT－、TXOUT0＋中看出其內部到底包含哪些信號數據，以及這些數據是怎樣排列的（或者說這些數據的格式是怎樣的）。事實上，不同廠家生產的LVDS發送芯片，其輸出數據排列方式可能是不同的。因此，液晶顯示器驅動板上的LVDS發送芯片的輸出數據格式必須與液晶面板LVDS接收芯片要求的數據格式相同，否則，驅動板與液晶面板不匹配。這也是更換液晶面板時必須考慮的一個問題。

液晶顯示器TTL輸出接口概述

　　1．TTL輸出接口概述　　TTL（Transistor Transistor Logic）即晶體管-晶體管邏輯，TTL電平信號由TTL器件產生。TTL器件是數字集成電路的一大門類，它採用雙極型工藝製造，具有高速度、低功耗和品種多等特點。

　　TTL接口屬於並行方式傳輸數據的接口，採用這種接口時，不必在液晶顯示器的驅動板端和液晶面板端使用專用的接口電路，而是由驅動板主控芯片輸出的TTL數據信號經電纜綫直接傳送到液晶面板的輸人接口。由於TTL接口信號電壓高、連綫多、傳輸電纜長，因此，電路的抗干擾能力比較差，而且容易產生電磁干擾（EMI）。

　　在實際應用中，TTL接口電路多用來驅動小尺寸（15in以下）或低分辨率的液晶面板。另外，在筆記本電腦中也常使用1TL接口形式。　　2．TTL輸出接口的分類　　TTL輸出接口可分爲以下幾類：
　　（1）單路（或單通道）6bit TTL輸出接口
　　這種接口電路中，採用單路方式傳輸，每個基色信號採用6bit數據（R0～R5，CO～G5，B0～B5）。由於基色RGB數據爲18bit，因此，也稱18位或18bit TTL接口。（2）雙路6bit TTL輸出接口
　　這種接口電路中，採用雙路方式傳輸，每個基色信號採用6bit數據（奇路爲0RO～OR5，OG0～OG5，OB0～OB5；偶路爲BRO～ER5，EC0～EG5，EB0～EB5）。由於基色ROB數據爲36bit，因此，也稱36位或36bit rrL接口。　　（3）單路8bit TTL輸出接口
　　這種接口電路中，採用單路方式傳輸，每個基色信號採用8bit數據（R0～R7，G0～G7，B0～B7）。由於基色RGB數據爲24bit，因此，也稱24位或24bit 1TL接口。　　（4）雙路8bit TTL輸出位接口
　　這種接口電路中，採用雙路方式傳輸，每個基色信號採用8bit數據（奇路爲OR0～OR7，OG0～0G7，OB0～OB7；偶路爲ER0～ER7，EC0～EG7，EB0～EB7），由於基色RGB數據爲48bit，因此，也稱48位或48bit TTL接口。

　　3．TLL輸出接口中的信號
驅動板TTL輸出接口中一般包含RGB數據信號、時鐘信號和控制信號這三大類信號。　　（１）RGB數據信號
　　對於6bit單路TTL輸出接口，共有18條RGB數據綫，分別是R0～R5紅基色數據6條，C0～C5綠基色數據6條，B0～B5藍基色數據6條。　　對於8bit單路TTI，輸出接口，共有24條RGB數據綫，分別是R0～R7紅基色數據8條，B0～B7綠基色數據8
條，BO～B7藍基色數據8條。　　對於6bit雙路TTL，輸出接口，共有36條RGB數據綫，分別是奇路RGB數據綫18條，偶路RGB數據綫18條。　　對於8bit雙路TTL輸出接口，共有48條RGB數據綫，分別是奇路RGB數據綫24條，偶路RGB數據綫24條。　　（2）時鐘信號
　　時鐘信號是指像素時鐘信號，是傳輸數據和對數據信號進行讀取的基準。像素時鐘常用DCLK表示。在使用奇／偶像素雙路方式傳輸RGB數據時，不同的輸出接口使用像素時鐘的方法有所不同。有的輸出接口奇／偶像素雙路數據共用一個像素時鐘信號，有的輸出接口奇／偶兩路分別設置奇數像素數據時鐘和偶數像素兩個時鐘信號，以適應不同液晶面板的需要。　　（3）控制信號
　　控制信號包括數據使能信號（或有效顯示數據選通信號）DE、行同步信號HS、場同步信號VS。

液晶顯示器TMDS輸出接口介紹

　　前面介紹液晶顯示器DVI輸入接口時，曾提到，DVI是一種基於TMDS（最小化傳輸差分信號）電子協議的數字接口。作爲一個重要的接口，TMDS不僅可用於液晶顯示器的輸入接口（用於接收DVI信號），而且還可用於液晶顯示器的輸出接口（發送TMDS信號，去驅動TMDS接口液晶面板）。　　那麼，什麼是TMDS呢？TMDS（Transition Minimized Differential Signaling），即最小化傳輸差分信號，它是一種微分信號機制，採用了小電壓振幅和差分信號傳送，進行數據傳輸時，也需要一個發送器和一個接收器，這一點和LVDS是一致的。不同的是，TMDS比LVDS需要更少的信號綫，有較好的電磁兼容性能，可以用低成本的專用電纜實現長距離、高質量的數字信號傳輸。

　　當TMDS用做驅動板的輸入接口時，在液晶顯示器驅動板上需要一片TMDS接收器（可以集成在主控芯片中），這樣，驅動板通過DVI輸入接口，就可以接收主機顯卡TMDS發送芯片發送的TMDS數據信號。　　當TMDS用做驅動板的輸出接口時，在液晶顯示器驅動板上需要一片TMDS發送器（可以集成在主控芯片中），這樣，驅動板通過TMDS輸出接口，發送TMDS數據信號，經液晶面板的TMDS接收器接收後，就可以驅動液晶屏顯示出圖像。圖1所示是TMDS接口組成示意圖。



　　圖1 TMDS接口組成示意圖　　TMDS輸出接口也有單路和雙路之分，圖2所示爲雙路TMDS輸出接口示意圖，圖中的0通道、1通道、2通道爲第一鏈路，3通道、4通道、5通道爲第二鏈路。當只使用0通道、1通道、2通道時爲單路TMDS接口；當使用0～6全部通道時，爲雙路TMDS接口。



　　圖2 雙路TMDS輸出接口示意圖TMDS發送器可以把8bit並行RGB數據信號，通過最小轉換編碼爲串行10bit數據（包含行場同步信息、時鐘信息、數據DE、糾錯等），經過DC平衡後，再由液晶面板TMDS接收器對串行數據解碼，將串行數據變成並行數據。　　TMDS接口應用較少，有關TMDS接口的應用將在介紹TMDS接口液晶面板內容時再做介紹。

液晶顯示器RSDS輸出接口介紹

　　RSDS（Reduced Swing Differential Signaling），即低擺幅差分信號，在某些方面，RSDS和低壓差分信號LVDS相似，但它們的使用方式卻截然不同。採用LVDS接口的系統則應用在主控芯片和時序控制器（TCON）之間，而採用RSDS接口的系統應用在時序控制器（TCON）與液晶屏源驅動器之間。現在，一些性能優良的主控芯片已集成了TC0N和RSDS發送器，也就是說，此類主控芯片可以輸出RSDS信號，經RSDS接收器接收後，直接驅動液晶屏的源驅動器。RSDS輸出接口組成示意圖如圖所示。



　　圖 RSDS輸出接口組成示意圖

　　液晶屏採用RSDS接口進行連接有諸多優點，包括加速性能、低功耗以及低EMI。RSDS使用約±200mV低壓差分擺幅，比採用TTL接口低得多。採用RSDS接口的源驅動器能工作在高壓85MHz的時鐘速率。除了低電壓擺幅，RSDS還支持差分信號對的體繫結構，能抑制EMI沿快速信號路徑的產生。　　RSDS按串行模式傳送數據，信號觸發是雙沿的。整個總綫寬度含九對數據信號和一對時鐘信號。相對於TTL接口，可大大減少連接綫數量。

　　RSDS接口應用較少，有關RSDS接口的應用將在介紹RSDS接口液晶面板內容時再做介紹。

液晶顯示器TCON輸出接口介紹

　　TCON（Timer Control），即定時控制器，也稱時序控制器，主要由時序發生器、顯示存儲器及管理電路、控制電路組成。它接收］TL電平信號，經處理後控制柵極和源極驅動IC，驅動液晶屏顯示圖像。　　對於一般的液晶顯示器，TC0N大都安裝在液晶面板中，而不是直接裝在驅動板中。但現在也有部分驅動板，其上的主控芯片集成有TC0N電路，這樣的驅動板可以輸出TC0N信號，直接驅動具有TC0N接口的液晶面板。TC0N輸出接口組成示意圖如圖所示。



轉載出處   http://tc.toopao.com/digi/detail/470.html

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