Afficher le principe de la technologie d'interface LVDS et une introduction détaillée

2023-06-24

Après le développement du département de recherche et développement technologique de Shenzhen Hongjia, notre société a maîtrisé la technologie mature des écrans LCD LVDS. Actuellement, il existe des écrans LVDS de 2,6 pouces avec une résolution de 800*480 et des écrans LVDS de 7 pouces avec une résolution de 1024*600 en production de masse. Et LVDS 8 pouces et LVDS 10,1 pouces. Principalement utilisé dans les groupes de clients en matière de contrôle industriel et de personnalisation industrielle.
Principe technique LVDS et introduction détaillée
Avec la popularité croissante d'Internet, toutes sortes d'appareils de communication deviennent de plus en plus populaires auprès des consommateurs, ce qui entraîne une forte augmentation de la demande de transmission de données. De plus, la télévision numérique, la télévision haute définition et les images couleur nécessitent toutes une bande passante plus élevée. Par conséquent, les ingénieurs concepteurs de systèmes doivent s’appuyer sur la technologie analogique pour concevoir des systèmes de circuits et prendre en charge la transmission de données. La signalisation différentielle basse tension (LVDS en abrégé) est l'une de ces technologies analogiques que les ingénieurs peuvent utiliser pour concevoir des systèmes à signaux mixtes. LVDS utilise la technologie des circuits analogiques à grande vitesse pour garantir que les fils de cuivre peuvent prendre en charge la transmission de données supérieure aux gigabits.
1 Introduction au LVDS
LVDS (Low Voltage Differential Signaling) est une technologie de signal différentiel à faible oscillation qui permet de transmettre des signaux à un débit de plusieurs centaines de Mbps sur des paires de PCB différentielles ou des câbles équilibrés. Son amplitude basse tension et sa sortie d'entraînement à faible courant permettent d'obtenir un faible bruit et une faible consommation d'énergie.
Pendant des décennies, l'utilisation d'une alimentation 5 V a simplifié l'interface entre les circuits logiques de différentes technologies et fournisseurs. Cependant, avec le développement des circuits intégrés et la nécessité de débits de données plus élevés, l’alimentation électrique basse tension est devenue un besoin urgent. La réduction de la tension d'alimentation réduit non seulement la consommation électrique des circuits intégrés haute densité, mais réduit également la dissipation thermique à l'intérieur de la puce, ce qui contribue à améliorer le niveau d'intégration.
Les récepteurs LVDS peuvent tolérer des variations d'au moins ± 1 V de la tension de terre entre le pilote et le récepteur. Étant donné que la tension de polarisation typique du pilote LVDS est de +1,2 V, la somme de la variation de tension de la terre, de la tension de polarisation du pilote et du bruit légèrement couplé est une tension de mode commun à l'entrée du récepteur par rapport au masse du récepteur. Cette plage de mode commun est : +0,2 V ~ +2,2 V. La plage de tension d'entrée suggérée du récepteur est : 0 V ~ + 2,4 V.
2 Conception du système LVDS
La conception du système LVDS nécessite que le concepteur ait de l'expérience dans la conception de cartes uniques ultra-rapides et comprenne la théorie de la signalisation différentielle. Il n'est pas très difficile de concevoir une carte différentielle à grande vitesse. Ce qui suit présentera brièvement les points d’attention.
2.1 Carte PCB
(A) Utilisez au moins 4 couches de PCB (de haut en bas) : couche de signal LVDS, couche de masse, couche d'alimentation, couche de signal TTL ;
(B) Isolez le signal TTL et le signal LVDS l'un de l'autre, sinon le TTL peut être couplé à la ligne LVDS, il est préférable de placer les signaux TTL et LVDS sur différentes couches séparées par alimentation/terre ;
(C) Localisez le pilote et le récepteur LVDS aussi près que possible de l'extrémité LVDS du connecteur ;
(D) Utilisez plusieurs condensateurs distribués pour contourner les appareils LVDS, avec des condensateurs à montage en surface placés à proximité des broches d'alimentation/terre ;
(E) La couche d'alimentation et la couche de terre doivent utiliser des lignes épaisses, n'utilisez pas de règles de câblage de 50 Ω ;
(F) Gardez le chemin de retour du plan de masse du PCB large et court ;
(G) Les plans de masse des deux systèmes doivent être connectés par des câbles utilisant des fils de cuivre de retour à la terre (fil de retour gu9ound) ;
(H) Utilisez plusieurs vias (au moins deux) pour vous connecter au plan d'alimentation (ligne) et au plan de masse (ligne), et les condensateurs à montage en surface peuvent être soudés directement aux plots de via pour réduire les tronçons de fil.
2.2 Fils à bord
(A) Le microruban et le stripline ont de bonnes performances ;
(B) Avantages des lignes de transmission micro-ondes : ont généralement une impédance différentielle plus élevée et ne nécessitent pas de vias supplémentaires ;
(C) Stripline offre un meilleur blindage entre les signaux.
2.3 Lignes différentielles
(A) Utilisez des lignes à impédance contrôlée qui correspondent à l'impédance différentielle et à la résistance de terminaison du support de transmission, et rendez les paires de lignes différentielles aussi proches que possible les unes des autres (moins de 10 mm) immédiatement après avoir quitté la puce intégrée, ce qui peut réduire les réflexions et assurer le couplage. Le bruit reçu est un bruit de mode commun ;
(B) Faites correspondre les longueurs des paires de lignes différentielles pour réduire la distorsion du signal et empêcher le rayonnement électromagnétique de provoquer des différences de phase entre les signaux ;
(C) Ne comptez pas uniquement sur la fonction d'autoroutage, mais modifiez-la soigneusement pour obtenir une adaptation d'impédance différentielle et obtenir une isolation des lignes différentielles ;
(D) Minimiser les vias et autres facteurs qui provoquent une discontinuité de ligne ;
(E) Évitez les traces à 90° qui entraîneraient une discontinuité de la résistance et utilisez plutôt des arcs ou des lignes pliées à 45° ;
(F) Au sein d'une paire différentielle, la distance entre les deux fils doit être aussi courte que possible pour préserver la réjection en mode commun du récepteur. Sur le circuit imprimé, la distance entre les deux lignes différentielles doit être aussi constante que possible pour éviter une discontinuité dans l'impédance différentielle.
2.4 Borne
(A) Utilisez des résistances terminales pour obtenir une correspondance maximale avec la ligne de transmission différentielle. La valeur de la résistance est généralement comprise entre 90 et 130 Ω, et le système est également
Cette résistance de terminaison est nécessaire pour générer une tension différentielle pour un fonctionnement correct ;
(B) Il est préférable d'utiliser une résistance à montage en surface avec une précision de 1 à 2 % pour connecter la ligne différentielle. Si nécessaire, vous pouvez également utiliser deux valeurs de résistance de
Résistance de 50 Ω avec un condensateur entre la masse pour filtrer le bruit en mode commun.
2.5 Broches inutilisées
Toutes les broches d'entrée du récepteur LVDS inutilisées sont flottantes, toutes les broches de sortie LVDS et TTL inutilisées sont flottantes, et l'entrée de transmission/pilote TTL et les broches de contrôle/activation inutilisées sont connectées à l'alimentation ou à la terre.
2.6 Sélection du support (câble et connecteur)
(A) En utilisant un milieu à impédance contrôlée, l'impédance différentielle est d'environ 100 Ω et aucune discontinuité d'impédance importante ne sera introduite ;
(B) Les câbles symétriques (tels que les paires torsadées) sont généralement meilleurs que les câbles asymétriques simplement pour réduire le bruit et améliorer la qualité du signal ;
(C) Lorsque la longueur du câble est inférieure à 0,5 m, la plupart des câbles peuvent fonctionner efficacement. Lorsque la distance est comprise entre 0,5 m et 10 m, CAT
3 (Catégorie 3) Les câbles à paires torsadées sont efficaces, bon marché et faciles à acheter. Lorsque la distance est supérieure à 10 m et qu'une vitesse élevée est requise, il est recommandé d'utiliser des câbles à paires torsadées CAT 5.