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LVDS连接器线束基础知识
2020-01-15
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什么是LVDS
LVDS即低压差分信号传输(Low Voltage Differential Signal) ,是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技术.与其它竞争技术相比,LVDS在提供高数据速率时的功耗要小得多,采用LVDS技术的产品数据速率可以从数百Mbps到2Gbps以上.它已经广泛应用在许多要求速度与低功耗的应用领域.
lvds接口标准:
LVDS接口是LCD Panel通用的接口标准,以8-bit Panel为例,包括5组传输线,其中4组是数据线,代表Tx0+/Tx0-... Tx3+/Tx3-.还有一组是时钟信号,代表TxC+/TxC-.相应的在Panel一端有5组接收线.如果是6-bit Panel则只有3组数据线和一组时钟线.
LVDS接口又称RS-644总线接口,是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术.LVDS即低电压差分信号,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,可以实现点对点或一点对多点的连接,具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点,其传输介质可以是铜质的PCB连线,也可以是平衡电缆.LVDS在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统中得到了越来越广泛的应用.目前,流行的LVDS技术规范有两个标准:一个是TIA/EIA(电讯工业联盟/电子工业联盟)的ANSI/TIA/EIA-644标准,另一个是IEEE 1596.3标准. 1995年11月,以美国半导体公司为主推出了ANSI/TIA/EIA-644标准.1996年3月,IEEE公布了IEEE 1596.3标准.这两个标准注重于对LVDS接口的电特性、互连与线路端接等方面的规范,对于生产工艺、传输介质和供电电压等则没有明确.LVDS可采用CMOS、GaAs或其他技术实现,其供电电压可以从+5V到+3.3V,甚至更低;其传输介质可以是PCB连线,也可以是特制的电缆线.标准推荐的数据传输速率是655Mbps,而理论上,在一个无衰耗的传输线上,LVDS的传输速率可达1.923Gbps.---- OpenLDI标准在笔记本电脑中得到了广泛的应用,绝大多数笔记本电脑的LCD显示屏与主机板之间的连接接口都采用了OpenLDI标准.OpenLDI接口标准的基础是低压差分信号(Low Voltage Differential Signaling,LVDS)接口,它具有率、低功耗、高速、低成本、低杂波干扰、可支持较高分辨率等特点.LVDS接口在电信、通讯、消费类电子、汽车、医疗仪器中广泛使用,并已经得到了AMP、3M、Samsung、Sharp、Silicon Graphics等公司的支持.为了向台式机领域渗透,NS公司又专门针对LCD显示器推出了新的支持OpenLDI标准的芯片组DS90C387和DS90CF388,新的芯片组支持从VGA(640×480)~QXGA(2048×1536)的分辨率. ---- DVI标准虽然还没有OpenLDI标准那样声名显赫,应用也没有OpenLDI标准那样普遍.但是由于有Intel、IBM、HP等大公司的加入,DVI的应用前景被普遍看好,一些数字型CRT显示器、LCD显示器和数据投影机中已经采用了符合DVI标准的数字显示接口. ---- 目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的D/A(数字/模拟)转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中.对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像.而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号.在经过D/A和A/D2次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失. ---- DVI标准由DDWG于1994年4月正式推出,它的基础是Silicon Image公司的PanalLink接口技术,PanalLink接口技术采用的是最小化传输差分信号(Transition Minimized Differential Signaling,S)作为基本电气连接.如附图所示,计算机中生成的图像信息传送到显示处理单元(显卡)中,经处理并编码成数据信号,数据信号中包含了一些像素信息、同步信息以及一些控制信息,信息通过3个通道输出.同时还有一个通道用来传送使发送和接收端同步的时钟信号.每一个通道中数据以差分信号方式传输,因此每一个通道需要2根传输线.由于采用差分信号传输,数据发送和接收中识别的都是压差信号,因此传输线缆长度对信号影响较小,可以实现远距离的数据传输.在接收端对接收到的数据进行解码,并处理生成图像信息供数字显示设备显示.在DVI标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、传输方式、数据格式等进行了严格的定义和规范.对于数字显示设备,由于没有D/A和A/D转换过程,避免了图像细节的丢失,从而确保了计算机生成图像的完整再现.在DVI接口标准中还增加了一个热插拔监测信号,从而真正实现了即插即用DVI标准一经推出立即得到了响应,不仅各图形芯片厂商纷纷推出了系列支持DVI标准的芯片组,ViewSonic、Samsung等公司也相继推出了采用DVI标准接口的数字型CRT显示器和LCD显示器.在新近上市的一些LCD和DLP数据投影机中我们也看到了DVI标准接口.随着数字化时代的来临,DVI标准接口取代VGA接口成为显示设备事实标准接口指日可待.1 LVDS介绍LVDS(Low Voltage Differential Signaling)是一种低摆幅的差分信号技术,它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输,其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗.几十年来,5V供电的使用简化了不同技术和厂商逻辑电路之间的接口.然而,随着集成电路的发展和对更高数据速率的要求,低压供电成为急需.降低供电电压不仅减少了高密度集成电路的功率消耗,而且减少了芯片内部的散热,有助于提高集成度.减少供电电压和逻辑电压摆幅的一个极好例子是低压差分信号(LVDS).LVDS物理接口使用1.2V偏置提供400mV摆幅的信号(使用差分信号的原因是噪声以共模的方式在一对差分线上耦合出现,并在接收器中相减从而可消除噪声).LVDS驱动和接收器不依赖于特定的供电电压,因此它很容易迁移到低压供电的系统中去,而性能不变.作为比较,ECL和PECL技术依赖于供电电压,ECL要求负的供电电压,PECL参考正的供电电压总线上电压值(Vcc)而定.而GLVDS是一种发展中的标准尚未确定的新技术,使用500mV的供电电压可提供250mV 的信号摆幅.不同低压逻辑信号的差分电压摆幅示于图1.LVDS在两个标准中定义.IEEE P1596.3(1996年3月通过),主要面向SCI(Scalable Coherent Interface),定义了LVDS的电特性,还定义了SCI协议中包交换时的编码;ANSI/EIA/EIA-644(1995年11月通过),主要定义了LVDS的电特性,并建议了655Mbps的速率和1.823Gbps的无失真媒质上的理论极限速率.在两个标准中都指定了与物理媒质无关的特性,这意味着只要媒质在指定的噪声边缘和歪斜容忍范围内发送信号到接收器,接口都能正常工作. LVDS具有许多优点:①终端适配容易;②功耗低;③具有fail-safe特性确保可靠性;④低成本;⑤高速传送.这些特性使得LVDS在计算机、通信设备、消费电子等方面得到了广泛应用.图2给出了典型的LVDS接口,这是一种单工方式,必要时也可使用半双工、多点配置方式,但一般在噪声较小、距离较短的情况下才适用.每个点到点连接的差分对由一个驱动器、互连器和接收器组成.驱动器和接收器主要完成TTL信号和LVDS信号之间的转换.互连器包含电缆、PCB上差分导线对以及匹配电阻.LVDS驱动器由一个驱动差分线对的电流源组成.
LVDS即低压差分信号传输(Low Voltage Differential Signal) ,是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技术.与其它竞争技术相比,LVDS在提供高数据速率时的功耗要小得多,采用LVDS技术的产品数据速率可以从数百Mbps到2Gbps以上.它已经广泛应用在许多要求速度与低功耗的应用领域.
lvds接口标准:
LVDS接口是LCD Panel通用的接口标准,以8-bit Panel为例,包括5组传输线,其中4组是数据线,代表Tx0+/Tx0-... Tx3+/Tx3-.还有一组是时钟信号,代表TxC+/TxC-.相应的在Panel一端有5组接收线.如果是6-bit Panel则只有3组数据线和一组时钟线.
LVDS接口又称RS-644总线接口,是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术.LVDS即低电压差分信号,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,可以实现点对点或一点对多点的连接,具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点,其传输介质可以是铜质的PCB连线,也可以是平衡电缆.LVDS在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统中得到了越来越广泛的应用.目前,流行的LVDS技术规范有两个标准:一个是TIA/EIA(电讯工业联盟/电子工业联盟)的ANSI/TIA/EIA-644标准,另一个是IEEE 1596.3标准. 1995年11月,以美国半导体公司为主推出了ANSI/TIA/EIA-644标准.1996年3月,IEEE公布了IEEE 1596.3标准.这两个标准注重于对LVDS接口的电特性、互连与线路端接等方面的规范,对于生产工艺、传输介质和供电电压等则没有明确.LVDS可采用CMOS、GaAs或其他技术实现,其供电电压可以从+5V到+3.3V,甚至更低;其传输介质可以是PCB连线,也可以是特制的电缆线.标准推荐的数据传输速率是655Mbps,而理论上,在一个无衰耗的传输线上,LVDS的传输速率可达1.923Gbps.---- OpenLDI标准在笔记本电脑中得到了广泛的应用,绝大多数笔记本电脑的LCD显示屏与主机板之间的连接接口都采用了OpenLDI标准.OpenLDI接口标准的基础是低压差分信号(Low Voltage Differential Signaling,LVDS)接口,它具有率、低功耗、高速、低成本、低杂波干扰、可支持较高分辨率等特点.LVDS接口在电信、通讯、消费类电子、汽车、医疗仪器中广泛使用,并已经得到了AMP、3M、Samsung、Sharp、Silicon Graphics等公司的支持.为了向台式机领域渗透,NS公司又专门针对LCD显示器推出了新的支持OpenLDI标准的芯片组DS90C387和DS90CF388,新的芯片组支持从VGA(640×480)~QXGA(2048×1536)的分辨率. ---- DVI标准虽然还没有OpenLDI标准那样声名显赫,应用也没有OpenLDI标准那样普遍.但是由于有Intel、IBM、HP等大公司的加入,DVI的应用前景被普遍看好,一些数字型CRT显示器、LCD显示器和数据投影机中已经采用了符合DVI标准的数字显示接口. ---- 目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的D/A(数字/模拟)转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中.对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像.而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号.在经过D/A和A/D2次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失. ---- DVI标准由DDWG于1994年4月正式推出,它的基础是Silicon Image公司的PanalLink接口技术,PanalLink接口技术采用的是最小化传输差分信号(Transition Minimized Differential Signaling,S)作为基本电气连接.如附图所示,计算机中生成的图像信息传送到显示处理单元(显卡)中,经处理并编码成数据信号,数据信号中包含了一些像素信息、同步信息以及一些控制信息,信息通过3个通道输出.同时还有一个通道用来传送使发送和接收端同步的时钟信号.每一个通道中数据以差分信号方式传输,因此每一个通道需要2根传输线.由于采用差分信号传输,数据发送和接收中识别的都是压差信号,因此传输线缆长度对信号影响较小,可以实现远距离的数据传输.在接收端对接收到的数据进行解码,并处理生成图像信息供数字显示设备显示.在DVI标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、传输方式、数据格式等进行了严格的定义和规范.对于数字显示设备,由于没有D/A和A/D转换过程,避免了图像细节的丢失,从而确保了计算机生成图像的完整再现.在DVI接口标准中还增加了一个热插拔监测信号,从而真正实现了即插即用DVI标准一经推出立即得到了响应,不仅各图形芯片厂商纷纷推出了系列支持DVI标准的芯片组,ViewSonic、Samsung等公司也相继推出了采用DVI标准接口的数字型CRT显示器和LCD显示器.在新近上市的一些LCD和DLP数据投影机中我们也看到了DVI标准接口.随着数字化时代的来临,DVI标准接口取代VGA接口成为显示设备事实标准接口指日可待.1 LVDS介绍LVDS(Low Voltage Differential Signaling)是一种低摆幅的差分信号技术,它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输,其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗.几十年来,5V供电的使用简化了不同技术和厂商逻辑电路之间的接口.然而,随着集成电路的发展和对更高数据速率的要求,低压供电成为急需.降低供电电压不仅减少了高密度集成电路的功率消耗,而且减少了芯片内部的散热,有助于提高集成度.减少供电电压和逻辑电压摆幅的一个极好例子是低压差分信号(LVDS).LVDS物理接口使用1.2V偏置提供400mV摆幅的信号(使用差分信号的原因是噪声以共模的方式在一对差分线上耦合出现,并在接收器中相减从而可消除噪声).LVDS驱动和接收器不依赖于特定的供电电压,因此它很容易迁移到低压供电的系统中去,而性能不变.作为比较,ECL和PECL技术依赖于供电电压,ECL要求负的供电电压,PECL参考正的供电电压总线上电压值(Vcc)而定.而GLVDS是一种发展中的标准尚未确定的新技术,使用500mV的供电电压可提供250mV 的信号摆幅.不同低压逻辑信号的差分电压摆幅示于图1.LVDS在两个标准中定义.IEEE P1596.3(1996年3月通过),主要面向SCI(Scalable Coherent Interface),定义了LVDS的电特性,还定义了SCI协议中包交换时的编码;ANSI/EIA/EIA-644(1995年11月通过),主要定义了LVDS的电特性,并建议了655Mbps的速率和1.823Gbps的无失真媒质上的理论极限速率.在两个标准中都指定了与物理媒质无关的特性,这意味着只要媒质在指定的噪声边缘和歪斜容忍范围内发送信号到接收器,接口都能正常工作. LVDS具有许多优点:①终端适配容易;②功耗低;③具有fail-safe特性确保可靠性;④低成本;⑤高速传送.这些特性使得LVDS在计算机、通信设备、消费电子等方面得到了广泛应用.图2给出了典型的LVDS接口,这是一种单工方式,必要时也可使用半双工、多点配置方式,但一般在噪声较小、距离较短的情况下才适用.每个点到点连接的差分对由一个驱动器、互连器和接收器组成.驱动器和接收器主要完成TTL信号和LVDS信号之间的转换.互连器包含电缆、PCB上差分导线对以及匹配电阻.LVDS驱动器由一个驱动差分线对的电流源组成.
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