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液晶屏LVDS接口的驱动原理及电路分析

来源:电子之家 作者:华仔 浏览:820

标签:

摘要: 液晶显示器驱动板输出的数字信号中,除了包括RGB数据信号外,还包括行同步、场同步、像素时钟等信号,其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHz。采用TTL接口,数据传输速率不高,传输距离较短,且抗电磁干扰(EMI)能力也比较差,会对RGB数据造成一定的影响。

 
LVDS输出接口概述
液晶显示器驱动板输出的数字信号中,除了包括RGB数据信号外,还包括行同步、场同步、像素时钟等信号,其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHz。采用TTL接口,数据传输速率不高,传输距离较短,且抗电磁干扰(EMI)能力也比较差,会对RGB数据造成一定的影响;另外,TTL多路数据信号采用排线的方式来传送,整个排线数量达几十路,不但连接不便,而且不适合超薄化的趋势。采用LVDS输出接口传输数据,可以使这些问题迎刃而解,实现数据的高速率、低噪声、远距离、高准确度的传输。
 
LVDS接口信号驱动原理(1920*1080)
一、时钟与像素点关系
一场:60Hz-16.667ms,1125行(1080行有效)
 
——刷新像素点:1920*1080个/VerTIcal
 
一行:67.5KHz-14.815us,(=60Hz*1125),1100*2点(1920点=960*2点有效)
 
——刷新像素点:1920个/ Horizontal
 
Clock:74.25MHz-13.468ns,(=67.5KHz*1100)
 
——刷新像素点:2个/Clock
 
以上,可参考《附录A:屏规格书信号时序特性》。
 
二、LVDS信号传输规则
以双八位信号接口为例,每个Clock(奇+偶),LVDS接口有4*2对差分对(双8位)同时传输,每4对差分对负责1Pixels;每个Clock(奇+偶)共传输2Pixels;
 
每4对差分对同时串行传输7*4 =28bits,每对差分对串行传输7bits(每bit周期1.924ns=13.468ns/7)
 
以上,可参考《附录B:屏规格书LVDS信号时序》与《附录C:屏规格书数据传输格式》。
 
通常,LVDS接口的时钟为20MHz到85MHz,因此对于输出像素时钟低于85MHz的信号,只需要一个channel就可以;而对于输出像素时钟高于85MHz的信号,比如1080P/60Hz的输出,像素显示时钟为148.5MHz,就不能直接用一个channel传输,而是将输出的像素按照顺序分为奇像素和偶像素,将所有的奇像素用一组LVDS传输,所有的偶像素用另外一组LVDS传输。也就是说,需要两个channel来传输1080P/60Hz的信号。
 
对于像素显示时钟更高的信号,比如1080P/120Hz显示,则需要4个channel来传输; 以上,可参考《附录D:2 channel、4 channel的像素分配》。
 
附录A:屏规格书信号时序特性
 
 
附录B:屏规格书LVDS信号时序
 
 
附录C:屏规格书数据传输格式
 
 
附录D:2 channel、4 channel的像素分配
 
 
附录E:屏规格书LVDS接口定义
 
 
有充分的理由说无刷直流电机绝对是电机驱动器中最酷的一款产品。您可以获得更高的效率、功率和扭矩,更低的噪音、电磁干扰(EMI)及振动,更长的电池及电机寿命,更快的速度,更好的产品,更多的惊喜、乐趣和朋友,更好看的外观以及无数追随者的崇拜。这份清单使我可能已经渐渐陷于自己的希望和梦想(见图1),因此我只能说“结果可能会各不相同”。
 
图1:无刷DC:希望和梦想的支持者
 
无刷直流电机驱动的乐趣在于算法。您可以实现有传感器或无传感器监控、梯形或正弦控制、磁场定向控制(FOC)或换向。可选方案和烹饪鸡蛋的方法一样多——但事实上,只有十种真正称得上是独特的(其他方法只是做了一个小小的变化)。但是我现在不打算谈论这些。我将要讨论“步骤零”:为电机驱动系统设计硬件。在这一步,您随时可离开。图2所示为我对此现象的印象。
 
图2:舒适度随着电压水平和模拟内容线性下降
 
对于其余六个读卡器,许多无刷直流电机系统旨在追求高功率和高效率,这意味着最好的实现方式是用分立式MOSFET控制栅极驱动器的微控制器(MCU)。在您测试出最佳的速度环路算法来控制您的电机之前,您只需将MCU的智能与MOSFET的原始电流驱动能力连接即可。栅极驱动器充当MCU的逻辑域与MOSFET和电动机的功率域之间的转换器。有两种可以实现这种转换器的架构:分立式栅极驱动器和集成式栅极驱动器。有很多原因说服你任选其一。分立式驱动器提供最高的电源电压支持和最优的性能,但需要更多的组件并且缺乏保护功能。集成式驱动器为电机驱动器提供更具针对性的解决方案,但不会为您提供电压支持或分立式栅极驱动器的超高性能。除在一个芯片上使用三个分立式栅极驱动器外,像DRV8320这样的集成式驱动器还可以提供附加功能,如栅极驱动电源、感应放大器、功率器件或集成式栅极驱动无源器件。刚刚略读上述段落的读者可以看下表1。
 
表 1: 分立式栅极驱动器与集成式栅极驱动器;表中的细节比段落细节更多!
 
在本系列的第2部分中,我将创建并展示分立驱动器和集成驱动器之间的原理图和布局差异,以检测我落实原理图和布局的能力。
 
其他资源
?查看DRV8320 数据表。
 
?阅读关于增加电动工具功率密度需求的博客。 
 
?查看18V / 1kW,160A峰值,> 98%效率,高功率密度无刷电机驱动参考设计。
 
?了解三相DRV8320的智能栅极驱动器。
 
型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67