Der Unterschied zwischen LVDS- und TTL-Schnittstellen auf TFT-Displays

TFT-Displays sind heute in einer Vielzahl von Produkten zu finden, darunter Fernseher, Laptops, Haushaltsgeräte, Handheld-Instrumente und andere Geräte. Die Integration von Dünnschichttransistoren in die LCD-Architektur hat den Einsatz von LCDs in allen Marktsegmenten deutlich erhöht. Jeder Transistor in der TFT-Technologie (Dünnschichttransistor), die in Flüssigkristallanzeigen (LCD) verwendet wird, dient als Pixel (d. h. jedes der winzigen Elemente, die die Beleuchtung Ihres Displays steuern). Da jedes Pixel einen Transistor enthält, kann der Strom, der zum Ein- und Ausschalten der Pixelbeleuchtung benötigt wird, reduziert werden. Auf TFT-Displays gibt es zwei Arten von Schnittstellen: LVDS und TTL.

1. TTL-Schnittstellen sind auf TFT-Displays zu finden

Als das Display-Panel zum ersten Mal eingeführt wurde, wurde die traditionelle digitale Schnittstelle, TTL, zum Industriestandard. Die benötigte Bandbreite lag bei 300Mbit/s, die Auflösung bei VGA in 6-Bit-Farbe und die Panelgröße bei weniger als 10 Zoll. Integrierte TTL-Schaltkreise stellen eine Integration im kleinen bis großen Maßstab dar, wobei jeder Chip Hunderte von Transistoren enthält. Im Vergleich zu analogen Designs stellte TTL einen kostengünstigen integrierten Schaltkreis dar, der den Einsatz kommerziell nutzbarer digitaler Techniken ermöglichte.

Low Voltage Differential Signaling (LVDS) ist ein Übertragungsstandard, der differentielle Signalisierung zur Übertragung von Anzeigedaten verwendet. Diese Schnittstellen bieten Vorteile wie flexible Panels, hochauflösende Grafiken und schnelle Bildraten, da weniger Verbindungen für die Interaktion mit dem Display erforderlich sind. Niedrige Systemkosten und Zuverlässigkeit sind in der Regel mit dem LVDS-Standard verbunden. Denn LVDS benötigt weniger Strom für den Betrieb, hat ein einfaches Design und ist sehr gefragt. LVDS verwendet eine differentielle Datenübertragungstechnik, die widerstandsfähiger gegen Gleichtaktrauschen ist als Single-Ended-Systeme. Die Differentialtechnik hat den Vorteil, dass Rauschen, das mit den beiden Drähten verbunden ist, effizient als Gleichtaktrauschen unterdrückt wird, da sie nur die Differenz zwischen den beiden Signalen berücksichtigt (das Rauschen tritt auf beiden Leitungen gleich auf). Der Lärm wird deutlich reduziert oder eliminiert.

2. Was bedeutet die "0" oder "1" auf den LVDS-Schnittstellen?

Bei Verwendung eines LVDS, bei dem zwei Drähte verwendet werden, stellt die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Drähten eine "0" oder eine "1" dar. TTL hingegen verwendet eine Spannung um Masse, um eine "1" bzw. eine "0" zu bezeichnen. TTL arbeitet je nach verwendetem Netzteil mit einem bestimmten Spannungspegel. Diese wurde nach und nach auf etwa fünf Volt standardisiert. Dies ist deutlich höher als die ca. 350 mV, die von LVDS verwendet werden. LVDS verbraucht deutlich weniger Strom als TTL.

Ein weiterer Vorteil ist die inhärente Widerstandsfähigkeit gegen LVDS-Störungen. Die Verwendung von Twisted Pairs, die zu einer engen Kopplung des elektromagnetischen Feldes führt, ist ein wichtiger Grund. Unabhängig davon sind die Drähte den gleichen Spannungsspitzen ausgesetzt. Dadurch bleibt die Differenzspannung konstant. Bei der Verwendung von TTL kann eine Spannungsspitze während der "0"-Übertragung zu einer "1" am Empfänger führen.

3. Verständnis der Niederspannungs-Differentialsignalisierung (LVDS)

LVDS ist ein auf differentieller Niederspannungssignalisierung basierendes Verfahren zur Übertragung von Anzeigedaten. Diese Schnittstellen haben Vorteile wie vielseitige Bildschirme, hochauflösende Grafiken, weniger Verbindungen und höhere Bildraten.

Signale können auf drei Arten übertragen werden: Single-Ended-Modus, Gleichtakt und Differenzialmodus. Im Single-Ended-Modus sind Treiber und Empfänger durch eine Leitung verbunden, die Daten überträgt. Bei der herkömmlichen Methode werden die Daten über ein unsymmetrisches oder differentielles Leitungspaar übertragen. Wenn Rauschen entweder an die Signalquelle am nahen oder anderen Ende angeschlossen ist, können Interferenzen in den Schaltkreisen auftreten. Ein differentielles Paar, auch LVDS genannt, ist ein Paar mit entgegengesetzten Polaritäten, das den Treiber und den Empfänger verbindet, um den differentiellen Modus zu bilden. Da LVDS eine differentielle Signalisierung verwendet, werden Informationen als Spannungsdifferenz auf einem Adernpaar übertragen, die dann am Empfänger verglichen werden.

4. LVDS-Übertragungsraten

Wenn es um Datenübertragungsraten geht, sticht LVDS hervor und übertrifft Optionen wie RS-422 und RS-485. Er ist in der Tat so schnell, dass er in der Regel mit 655 Mbit/s arbeitet, aber auch mit Geschwindigkeiten von 1 bis 3 Gbit/s arbeiten kann. Hohe Geschwindigkeiten sind in einigen Anwendungsfällen von entscheidender Bedeutung, insbesondere für geschäftskritische Endprodukte wie medizinische Geräte, Diagnosewerkzeuge und Unterhaltungselektronik, und LVDS ist eine hervorragende kostengünstige Option für die Datenbereitstellung. Der Standard ist auch weithin für seinen geringen Stromverbrauch bekannt, der es ermöglicht, batteriebetriebene Geräte über längere Zeiträume zu betreiben.

LVDS wird für seinen geringen Stromverbrauch bei der Datenübertragung gelobt und ist damit die ideale Schnittstelle für Projekte, bei denen Energie im Vordergrund steht. Displays sind bekanntermaßen ein großer Stromfresser, insbesondere wenn Benutzer Hintergrundbeleuchtung und hochauflösende Displays bevorzugen. Mit einer Leistungsaufnahme von nur 1,2 V ist es leicht zu verstehen, warum dies eine so beliebte Schnittstelle ist. Niedrigere Versorgungsspannungen führen häufig zu einem geringeren Stromverbrauch, da sie die Spannung an den Abschlusswiderständen senken und den Stromfluss erhöhen.

Der in LVDS verwendete differentielle Datenübertragungsmechanismus ist widerstandsfähiger gegen Gleichtaktrauschen als Single-Ended-Systeme. Die Differentialtechnik hat den Vorteil, dass Rauschen, das als Gleichtakt an die beiden Drähte gekoppelt ist, effektiv unterdrückt wird (das Rauschen tritt auf beiden Leitungen gleichermaßen auf), da der Empfänger nur die Differenz zwischen den beiden Signalen berücksichtigt. Lärm wird effektiv reduziert oder eliminiert.

Der LVDS-Standard wird allgemein mit niedrigen Systemkosten und Zuverlässigkeit in Verbindung gebracht. Aufgrund des geringeren Stromverbrauchs ist LVDS sowohl anfänglich als auch im Laufe der Zeit kostengünstiger. Das Design ist relativ einfach und seine Vielseitigkeit ist sehr gefragt, so dass die zugehörige Hardware allein durch Skaleneffekte erschwinglicher wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass LVDS Informationen mithilfe von Spannungsunterschieden auf einem Adernpaar überträgt, was eine relative Einfachheit, niedrigere Hardwarekosten und höhere Informationsübertragungsraten bei gleichzeitiger Reduzierung des Rauschens ermöglicht. Auf TFT-Displays verbraucht LVDS weniger Strom, kann eine größere Übertragungsdistanz unterstützen und verwendet einen seriellen Übertragungsmodus, der weniger Kabel erfordert. Besuchen Sie Reshine Display, um mehr über unsere Display-Technologieangebote zu erfahren, wenn Sie den LVDS-Standard auf einem TFT-Display in Ihrer nächsten Schnittstelle verwenden möchten.