Weergave van het LVDS-interfacetechnologieprincipe en gedetailleerde introductie

Na de ontwikkeling van de Shenzhen Hongjia Technology Research and Development Department heeft ons bedrijf de volwassen LVDS LCD-schermtechnologie onder de knie. Momenteel zijn er 2,6-inch LVDS-schermen met een resolutie van 800*480 en 7-inch LVDS-schermen met een resolutie van 1024*600 in massaproductie. En 8-inch LVDS en 10,1-inch LVDS. Wordt voornamelijk gebruikt in klantengroepen voor industriële besturing en industriële maatwerk.
LVDS technisch principe en gedetailleerde introductie
Met de toenemende populariteit van internet worden allerlei soorten communicatieapparatuur steeds populairder onder consumenten, wat leidt tot een sterke toename van de vraag naar datatransmissie. Bovendien vereisen digitale tv, high-definition tv en kleurenbeelden allemaal een hogere bandbreedte. Daarom moeten systeemontwerpingenieurs vertrouwen op analoge technologie om circuitsystemen te ontwerpen en datatransmissie te ondersteunen. Laagspanningsdifferentiële signalering (kortweg LVDS) is zo'n analoge technologie die ingenieurs kunnen gebruiken om systemen met gemengde signalen te ontwerpen. LVDS maakt gebruik van snelle analoge circuittechnologie om ervoor te zorgen dat koperdraden datatransmissie boven gigabits kunnen ondersteunen.
1 Inleiding tot LVDS
LVDS (Low Voltage Differential Signaling) is een differentiële signaaltechnologie met lage swing die het mogelijk maakt signalen te verzenden met een snelheid van enkele honderden Mbps op differentiële PCB-paren of gebalanceerde kabels. De lage spanningsamplitude en de lage stroomuitgang zorgen voor een laag geluidsniveau en een laag stroomverbruik.
Decennia lang heeft het gebruik van een 5V-voeding de interface tussen logische circuits van verschillende technologieën en leveranciers vereenvoudigd. Met de ontwikkeling van geïntegreerde schakelingen en de behoefte aan hogere datasnelheden is laagspanningsvoeding echter een dringende behoefte geworden. Het verlagen van de voedingsspanning vermindert niet alleen het stroomverbruik van geïntegreerde schakelingen met hoge dichtheid, maar vermindert ook de warmtedissipatie in de chip, wat helpt het integratieniveau te verbeteren.
LVDS-ontvangers kunnen variaties van ten minste ±1V in de aardspanning tussen de driver en de ontvanger verdragen. Omdat de typische voorspanning van de LVDS-driver +1,2 V bedraagt, is de som van de spanningsvariatie van de aarde, de voorspanning van de driver en de licht ingekoppelde ruis een common-mode-spanning aan de ontvangeringang ten opzichte van de ontvanger aarde. Dit common-mode-bereik is: +0,2V~+2,2V. Het voorgestelde ingangsspanningsbereik van de ontvanger is: 0V~+2,4V.
2 Ontwerp van LVDS-systeem
Het ontwerp van een LVDS-systeem vereist dat de ontwerper ervaring heeft met ultrasnel single-board-ontwerp en de theorie van differentiële signalering begrijpt. Het is niet erg moeilijk om een ​​differentieelbord met hoge snelheid te ontwerpen. Hierna worden de aandachtspunten kort toegelicht.
2.1 printplaat
(A) Gebruik minimaal 4 PCB-lagen (van boven naar beneden): LVDS-signaallaag, aardlaag, vermogenslaag, TTL-signaallaag;
(B) Isoleer het TTL-signaal en het LVDS-signaal van elkaar, anders kan TTL aan de LVDS-lijn worden gekoppeld. Het is het beste om de TTL- en LVDS-signalen op verschillende lagen te plaatsen, gescheiden door stroom/aarde;
(C) Plaats de LVDS-driver en -ontvanger zo dicht mogelijk bij het LVDS-uiteinde van de connector;
(D) Gebruik gedistribueerde meervoudige condensatoren om LVDS-apparaten te omzeilen, waarbij opbouwcondensatoren dicht bij de stroom-/aardepinnen worden geplaatst;
(E) De stroomlaag en de aardlaag moeten dikke lijnen gebruiken, gebruik geen 50Ω-bedradingsregels;
(F) Houd het retourpad van het PCB-grondvlak breed en kort;
(G) De aardvlakken van de twee systemen moeten met elkaar worden verbonden door middel van kabels die gebruik maken van aardretourkoperdraden (gu9ound-retourdraad);
(H) Gebruik meerdere via's (minstens twee) om verbinding te maken met het voedingsvlak (lijn) en het aardvlak (lijn), en opbouwcondensatoren kunnen rechtstreeks op de via-pads worden gesoldeerd om draadstomp te verminderen.
2.2 Draden aan boord
(A) Zowel microstrip als striplijn presteren goed;
(B) Voordelen van microgolftransmissielijnen: hebben over het algemeen een hogere differentiële impedantie en vereisen geen extra via's;
(C) Stripline zorgt voor een betere afscherming tussen signalen.
2.3 Differentiële lijnen
(A) Gebruik gecontroleerde impedantielijnen die overeenkomen met de differentiële impedantie en afsluitweerstand van het transmissiemedium, en zorg ervoor dat de differentiële lijnparen zo dicht mogelijk bij elkaar liggen (minder dan 10 mm) onmiddellijk na het verlaten van de geïntegreerde chip, wat reflecties en zorg voor koppeling. De ontvangen ruis is common-mode-ruis;
(B) Zorg ervoor dat de lengtes van de differentiële lijnparen overeenkomen om signaalvervorming te verminderen en te voorkomen dat elektromagnetische straling faseverschillen tussen signalen veroorzaakt;
(C) Vertrouw niet alleen op de autorouting-functie, maar pas deze zorgvuldig aan om differentiële impedantie-matching te bereiken en isolatie van differentiële lijnen te bereiken;
(D) Minimaliseer via's en andere factoren die lijndiscontinuïteit veroorzaken;
(E) Vermijd sporen van 90° die discontinuïteit van de weerstand veroorzaken, en gebruik in plaats daarvan bogen of gevouwen lijnen van 45°;
(F) Binnen een differentieel paar moet de afstand tussen de twee draden zo kort mogelijk zijn om de common-mode-afwijzing van de ontvanger te behouden. Op de printplaat moet de afstand tussen de twee differentiële lijnen zo consistent mogelijk zijn om discontinuïteit in de differentiële impedantie te voorkomen.
2.4 Terminal
(A) Gebruik eindweerstanden om de maximale aanpassing aan de differentiële transmissielijn te bereiken. De weerstandswaarde ligt doorgaans tussen 90 en 130Ω, en het systeem ook
Deze afsluitweerstand is nodig om een ​​differentiële spanning te genereren voor een goede werking;
(B) Het is het beste om een ​​opbouwweerstand te gebruiken met een nauwkeurigheid van 1 tot 2% om de differentiële lijn aan te sluiten. Indien nodig kunt u ook twee weerstandswaarden van gebruiken
50Ω-weerstand met een condensator ertussen en aarde om common-mode-ruis weg te filteren.
2.5 Ongebruikte pinnen
Alle ongebruikte ingangspinnen van de LVDS-ontvanger zijn zwevend, alle ongebruikte LVDS- en TTL-uitgangspinnen zijn zwevend, en ongebruikte TTL-zend-/stuurprogramma-invoer- en besturings-/inschakelpinnen zijn verbonden met stroom of aarde.
2.6 Mediaselectie (kabel en connector).
(A) Bij gebruik van een medium met gecontroleerde impedantie is de differentiële impedantie ongeveer 100 Ω en zal er geen grote impedantiediscontinuïteit worden geïntroduceerd;
(B) Gebalanceerde kabels (zoals twisted pairs) zijn over het algemeen beter dan ongebalanceerde kabels, simpelweg vanwege het verminderen van ruis en het verbeteren van de signaalkwaliteit;
(C) Wanneer de kabellengte minder dan 0,5 m bedraagt, kunnen de meeste kabels effectief werken. Wanneer de afstand tussen 0,5 m en 10 m ligt, is CAT
3 (Categorie 3) Twisted-pair-kabels zijn effectief, goedkoop en gemakkelijk te kopen. Wanneer de afstand groter is dan 10 meter en hoge snelheid vereist is, wordt het gebruik van CAT 5 twisted pair-kabels aanbevolen.