液晶显示屏V-by-One与LVDS接口信号驱动原理
LVDS信号原理及相关介绍2024年7月2日
LVDS是低电压差分信号（Low-Voltage Differential Signaling）的简称，它是一种高速串行数字接口标准。
它由National Semiconductor（现在是 Texas Instruments公司）在1980年代末为液晶显示器（LCD）设计开发的。
LVDS信号主要用于高速数据传输，如在计算机、网络、通信设备和显示器等领域中。
LVDS信号的原理是通过两条不同电平的差分信号来传输数据。
一条线路上的信号电平为高电平（通常为Vcc）,而另一条线路上的信号电平为低电平（通常为GND）。
由于这两个信号的电平差异很大，因此LVDS可以在长距离传输高速数据而不容易受到干扰。
LVDS信号具有如下特点：低功耗，高带宽，抗干扰能力强，传输距离远。
根据LVDS的标准，传输速率可以达到每秒1.2 Gbit/s（gigabit per second），而功耗却可以控制在1mA以下。
此外，LVDS信号的传输距离可以达到15米，而且不会因为距离的增加而损失信号质量。
在LVDS信号传输中，一般采用对称电阻负载以及差分驱动的方式来减小串扰噪声的影响。
LVDS驱动器通常采用差分晶体管对的方式来提供高驱动电压和高带宽，传输线上也采用了对称的电阻负载。
这两者的结合使得LVDS传输能够抵抗干扰信号的影响，并实现高速稳定的数据传输。
LVDS信号在现代电子设备中得到广泛应用。
例如，在计算机领域中，LVDS信号用于连接显卡和显示器之间的数据传输；在通信设备中，LVDS信号用于传输高速数据和音频信号；在汽车电子中，LVDS信号用于连接汽车内部的各种显示器和摄像头等设备。
总结来说，LVDS信号是一种高速、低功耗、抗干扰能力强的串行数字接口标准。
它通过差分信号的方式实现数据的高速传输，并且具有较长的传输距离。
由于其优越的特性，LVDS信号在现代电子设备中得到广泛的应用。
LVDS信号的工作原理和特点
LVDS信号的工作原理和特点LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种低电压差分信号传输技术，广泛应用于高速数据传输领域，具有高速、低功耗和抗干扰等特点。
本文将详细介绍LVDS信号的工作原理和特点。
一、LVDS信号的工作原理LVDS信号是通过发送器将输入的电平信号转换为差分信号，再由接收器将差分信号转换为输出的电平信号。
差分信号是由两个相反极性的信号组成，其中一个信号为正向信号，另一个信号为反向信号。
通过比较这两个信号的电压差值，可以得到有效的差分信号。
LVDS信号的发送器采用差分对驱动方式，即将差分信号分别驱动到两个输出端口，一个为正向信号输出端口，一个为反向信号输出端口。
这种驱动方式可以有效地抵消传输线上的共模噪声，提高信号的抗干扰能力。
LVDS信号的接收器采用差分对比较方式，即将接收到的差分信号分别与一个参考电压进行比较，得到一个输出电平信号。
当正向信号的电压大于参考电压时，输出为高电平；当反向信号的电压大于参考电压时，输出为低电平。
通过这种方式，可以实现对差分信号的恢复和解码。
二、LVDS信号的特点1. 高速传输能力：LVDS信号具有很高的传输速率，可以达到几百兆比特每秒的数据传输速度。
这使得LVDS信号在高速数据传输领域得到广泛应用，如显示器接口、图像传输等。
2. 低功耗：LVDS信号采用低电压差分传输方式，相比于单端传输，可以显著降低功耗。
这在移动设备和电池供电系统中具有重要意义，可以延长电池寿命。
3. 抗干扰能力强：LVDS信号的差分传输方式可以抵消传输线上的共模噪声，提高信号的抗干扰能力。
这使得LVDS信号在工业环境和电磁干扰较强的场景中具有稳定的传输性能。
4. 传输距离远：由于LVDS信号采用差分传输方式，传输线上的信号衰减较小，可以实现较远的传输距离。
这对于需要长距离传输数据的应用场景非常重要。
5. 灵活性高：LVDS信号可以通过调整发送器和接收器的参数来适应不同的传输需求。
LVDS信号的工作原理和特点
LVDS信号的工作原理和特点LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种低电压差动信号传输技术，广泛应用于高速数据传输领域。
它通过将信号分为正负两路，并以差分电压的形式传输数据，以提供高速、低功耗和抗干扰的传输性能。
一、工作原理LVDS信号的工作原理基于差分信号传输的原理。
差分信号传输是指将信号分为正负两路，正路信号与负路信号之间的电压差代表了传输的数据信息。
LVDS信号通常采用两个电压电平来表示不同的逻辑状态，如+3.3V和-3.3V，或者+1.2V和-1.2V。
LVDS信号的发送端通过差分放大器将输入信号转换为差分信号输出。
差分放大器将输入信号的正负两路分别放大，并将它们的差值作为输出信号。
这种差分输出信号具有较高的抗干扰能力，可以有效地反抗电磁干扰和信号衰减。
LVDS信号的接收端通过差分比较器将差分信号转换为数字信号输出。
差分比较器根据接收到的正负两路信号的电压差来判断输入信号的逻辑状态。
当电压差大于一定阈值时，被判定为高电平；当电压差小于一定阈值时，被判定为低电平。
二、特点1. 高速传输能力：LVDS信号具有较高的传输速率，可以达到几百兆位每秒甚至更高的速度。
这使得LVDS在高速数据传输领域得到广泛应用，如显示器接口、高速通信接口等。
2. 低功耗：由于LVDS信号采用低电压差动传输，相较于单端传输方式，能够显著降低功耗。
这对于挪移设备和电池供电设备非常重要，可以延长电池寿命。
3. 抗干扰能力强：LVDS信号采用差分传输方式，差分信号具有良好的抗干扰能力。
它可以有效地反抗来自电磁辐射、电源噪声、传输线干扰等的干扰，提供稳定可靠的数据传输。
4. 传输距离远：LVDS信号的差分传输方式使得它具有较远的传输距离能力。
在合适的传输线条件下，LVDS信号可以实现几十米甚至更长距离的传输。
5. 适应性强：LVDS信号可以适应不同的传输介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等。
LVDS信号的工作原理和特点
LVDS信号的工作原理和特点LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种低压差分信号传输技术，广泛应用于高速数据传输领域，如液晶显示器、计算机内部总线、嵌入式系统等。
本文将详细介绍LVDS信号的工作原理和特点。
一、LVDS信号的工作原理LVDS信号通过将数据信号转换为差分信号进行传输，其中包括一个正向信号和一个反向信号。
正向信号和反向信号的电压大小相等，但方向相反。
这种差分信号传输的方式具有以下几个特点：1. 差分传输：LVDS信号通过在传输线上同时传输正向和反向信号，利用差分电压来表示数据。
由于正向和反向信号在传输线上同时存在，可以有效抵消外界噪声的干扰，提高信号的抗干扰能力和传输质量。
2. 低电压：LVDS信号采用低电压进行传输，通常为1.2V到3.5V之间。
相比于传统的单端信号传输方式，LVDS信号的低电压特性可以降低功耗，减少电磁辐射，提高系统的可靠性。
3. 高速传输：LVDS信号具有高速传输的能力，可实现Gbps级别的数据传输速率。
这使得LVDS广泛应用于需要高速数据传输的场景，如高分辨率显示器和图象传感器等。
二、LVDS信号的特点除了上述的工作原理外，LVDS信号还具有以下几个特点：1. 低功耗：由于LVDS信号采用低电压传输，相比于传统的单端信号传输方式，LVDS信号可以显著降低功耗。
这对于依赖电池供电的挪移设备和嵌入式系统来说尤其重要，可以延长电池寿命。
2. 高抗干扰能力：LVDS信号采用差分传输方式，可以有效抵消传输线上的共模噪声和外界干扰。
这使得LVDS信号具有较高的抗干扰能力，适合于工业环境和电磁干扰较大的场景。
3. 高可靠性：由于LVDS信号的差分传输方式和低电压特性，可以减少电磁辐射和传输线上的信号衰减，提高信号的可靠性和传输质量。
这使得LVDS信号在长距离传输和高噪声环境下仍然能够保持较高的数据完整性。
4. 灵便性：LVDS信号可以适应不同的传输距离和传输速率需求。
LVDS信号的工作原理和特点
LVDS信号的工作原理和特点LVDS（Low Voltage Differential Signaling）信号是一种低电压差分信号传输技术，广泛应用于高速数据传输领域。
它通过在发送端将信号分为两路，分别为正向和反向信号，利用两路信号之间的电压差来传输数据。
本文将详细介绍LVDS信号的工作原理和特点。
一、LVDS信号的工作原理LVDS信号的工作原理基于差分传输技术，其核心概念是利用两个相互对称的信号线来传输数据。
在发送端，将要传输的数据通过编码电路转换为差分信号，分别为正向信号和反向信号。
正向信号和反向信号的电平大小相等，但极性相反。
在传输过程中，由于正向信号和反向信号的极性相反，它们受到的干扰也是相反的。
当外界噪声或干扰信号作用于LVDS信号线时，由于两路信号的相反极性，噪声对两路信号的影响会相互抵消，从而减小了传输中的干扰，提高了信号的抗干扰能力。
在接收端，通过解码电路将接收到的差分信号转换为数字信号，完成数据的恢复。
解码电路根据正向信号和反向信号的电平差异来判断传输的数据位是高电平还是低电平。
二、LVDS信号的特点1. 高速传输能力：LVDS信号的差分传输方式使其具有较高的传输速率。
在一些应用场景中，LVDS信号可以达到几百兆比特每秒的传输速率，满足高速数据传输的需求。
2. 低功耗：LVDS信号采用低电压供电，工作电压一般为1.2V至1.8V，相比于传统的单端信号传输技术，LVDS信号的功耗更低，有助于降低整个系统的能耗。
3. 抗干扰能力强：由于LVDS信号采用差分传输方式，使其具有较强的抗干扰能力。
在传输过程中，由于两路信号的相反极性，外界噪声对信号的影响会相互抵消，从而提高了信号的稳定性和可靠性。
4. 传输距离远：LVDS信号的差分传输方式使其能够在较长的距离上进行数据传输，一般可以达到几十米甚至更远的传输距离。
这使得LVDS信号在一些需要远距离传输数据的应用场景中具有优势。
5. 低电磁辐射：由于LVDS信号采用差分传输方式，信号线之间的电流环路很小，从而减少了电磁辐射的产生。
LVDS信号的工作原理和特点
LVDS信号的工作原理和特点一、LVDS信号的工作原理LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种低压差分信号传输技术，广泛应用于高速数据传输领域。
LVDS信号通过在发送端产生两个相互互补的电压信号，即正向和反向信号，来表示数字信息的传输。
在接收端，通过比较正向和反向信号的电压差异来恢复传输的数字信息。
LVDS信号的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 发送端产生差分信号：发送端通过差分驱动电路产生两个相互互补的电压信号，即正向和反向信号。
正向信号的电压为Vcm+Vdiff/2，反向信号的电压为Vcm-Vdiff/2，其中Vcm为公共模式电压，Vdiff为差分电压。
2. 传输过程中的噪声抑制：由于LVDS信号采用差分传输方式，正向和反向信号在传输过程中受到的干扰噪声会在接收端被抵消掉，从而提高了信号的抗干扰能力。
3. 接收端的信号恢复：接收端通过差分比较器将接收到的正向和反向信号进行比较，根据电压差异恢复出原始的数字信号。
当正向信号的电压大于反向信号时，输出高电平表示逻辑1；当反向信号的电压大于正向信号时，输出低电平表示逻辑0。
二、LVDS信号的特点1. 高速传输能力：LVDS信号的传输速率可以达到几百兆比特每秒（Gbps），适合于高速数据传输的应用场景，如高分辨率显示器、高速通信接口等。
2. 低功耗：由于LVDS信号采用差分传输方式，传输电流较小，因此功耗较低。
这使得LVDS信号在挪移设备和电池供电系统中得到广泛应用。
3. 抗干扰能力强：LVDS信号采用差分传输方式，能够抵消传输过程中的共模噪声，提高了信号的抗干扰能力。
这使得LVDS信号在电磁干扰较强的工业环境中表现出色。
4. 传输距离远：由于LVDS信号的差分传输特性，可以在较长的传输线上传输信号，传输距离可以达到数十米甚至更远。
5. 低电压摆幅：LVDS信号的电压摆幅普通为350mV，相对于传统的单端信号来说，电压摆幅较小，可以降低功耗和电磁辐射。
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TFT-LCD整体与局部 色彩与亮度控制原理 液晶交流驱动原理 V-by-One与LVDS接口信号驱动原理
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液晶显示屏基本结构：
背光单元 液晶面板（TFT-LCD）
Q：人为什么能看到物体？ Q：目前市场上常见的有哪些显示技术？
19.PCB
4.取向层
5.封框胶
6.液晶
7.隔垫物
13.TFT栅电极 15.TFT源电极 16.各向异性导电胶(ACF)
21.黑矩阵(BM) 22.彩膜（CF）
TFT-LCD驱动原理分享 像素的基本结构：
Q：LCD为什么能显示不同色彩与亮度？ Q：LCD如何产生三基色光？ Q：LCD如何控制三基色光的强弱？ 红+绿=黄 红+蓝=紫 Q：红 + 绿+ 蓝 = ？ Q：无红+无绿 + 无蓝 = ？
图：行扫描信号
图：像素驱动等效电路
TFT-LCD驱动原理分享
像素的扫描驱动：
以3840*2160分辨率60Hz显示屏为例 一帧：16.67ms（帧频：60Hz） 一行：7.41us（行频：135KHz）
ON
7.41us
OFF
16.67ms
OFF
16.67ms
ON
7.41us
OFF
16.67ms
TFT-LCD驱动原理分享
液晶交流驱动原理：
整体电路架构
Q：分辨率800*480显示屏，4颗Source Driver IC， 每颗IC控制驱动多少列Sub-pixel？
图：显示屏整体电路架构
图：Source Driver功能块示意图
液晶电视LVDS信号介绍
液晶电视LVDS信号介绍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(ScalableCoherent 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 的最大速率和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。
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V-by-One接口信号驱动原理（3840*2160）
一、时钟与像素点关系
一场：60Hz-16.667ms，2250行（2160行有效）
——刷新像素点：3840*2160个/Vertical
一行：135KHz-7.407us，（=60Hz*2250），4400=550*8点（3840点=480*8点有效）——刷新像素点：3840个/ Horizontal
Clock：74.25MHz-13.468ns，（=135KHz*550）
——刷新像素点：8个/Clock
以上，可参考《附录A：屏规格书信号时序特性》。
二、V-by-One信号传输规则
每个Clock（DCLK），V-by-O接口有8对差分对（lane0~lane7）同时传输，每对差分对负责一个Pixel；共8个Pixels一起传输数据。
以上，可参考《附录B：屏规格书每场画面时序》与《附录C：屏规格书单区与双区的驱动方式（每一行）》。
每对差分对同时串行传输4Bytes字节（共32bits，V-by-One传输协议有40bits）；（每bit周期0.3367ns=13.468ns/40，2,97G带宽）
或按照公式计算：4(byte)×8×（10/8）×（594MHz/8lines）=2,97G
以上，可参考《附录D：屏规格书数据传输格式》与《附录E：V-by-O协议文件截图》。
信号最小单位为bit，1bit的数据长度合成眼图（1UI=0.3367ns=336.7ps），可通过眼图测试得具体信号特性；
以上，可参考《附录F：V-by-O接口输入端眼图》。
附录C：屏规格书单区与双区的驱动方式（每一行）
附录D：屏规格书数据传输格式
附录E：V-by-O协议文件截图
附录F：V-by-O接口输入端眼图——1bit的数据长度合成眼图（1UI=0.3367ns=336.7ps）
附录G：屏规格书V-by-O接口定义
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。