關(guān)于LVDS輸出幅度不足造成圖像花屏問題的分析課件

LVDS輸出幅度不足造成圖像花屏問題的分析目錄

一、引言

二、LVDS信號(hào)介紹

三、眼圖介紹

四、實(shí)際案例

五、結(jié)束語

一、引言

通過本文使大家對(duì)LVDS信號(hào)和眼圖分析有初步的了解，加深眼圖分析對(duì)電路分析的重要性。本文通過生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的圖像花屏為實(shí)際案例，通過對(duì)LVDS輸出信號(hào)眼圖分析，確認(rèn)為眼圖幅度不足，達(dá)不到屏規(guī)格的要求，提出了相應(yīng)的改善措施。對(duì)于此類問題，需要研發(fā)中心今后在前端配屏測(cè)試階段，注重此項(xiàng)的測(cè)試與檢查，避免在批量生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)一些較隱形的故障或余量不足引起的故障現(xiàn)象。

圖1LVDS信號(hào)傳輸組成圖如圖1，LVDS信號(hào)傳輸一般由三部分組成：差分信號(hào)發(fā)送器，差分信號(hào)互聯(lián)器，差分信號(hào)接收器。

差分信號(hào)發(fā)送器：將非平衡傳輸?shù)腡TL信號(hào)轉(zhuǎn)換成平衡傳輸?shù)腖VDS信號(hào)。

差分信號(hào)接收器：將平衡傳輸?shù)腖VDS信號(hào)轉(zhuǎn)換成非平衡傳輸?shù)腡TL信號(hào)。

差分信號(hào)互聯(lián)器：包括聯(lián)接線（電纜或者PCB走線），終端匹配電阻。按照IEEE規(guī)定，電阻為100歐。我們通常選擇為100，120歐。5

圖2LVDS典型工作電路

LVDS的典型工作原理如圖2所示。最基本的LVDS器件就是LVDS驅(qū)動(dòng)器和接收器。LVDS的驅(qū)動(dòng)器由驅(qū)動(dòng)差分線對(duì)的電流源組成，電流通常為3.5mA。LVDS接收器具有很高的輸入阻抗，因此驅(qū)動(dòng)器輸出的大部分電流都流過100Ω的匹配電阻，并在接收器的輸入端產(chǎn)生大約350mV的電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器翻轉(zhuǎn)時(shí)，它改變流經(jīng)電阻的電流方向，因此就產(chǎn)生了有效的邏輯“1”和邏輯“0”狀態(tài)。電流源為恒流特性，終端電阻在100――120歐姆之間，則電壓擺動(dòng)幅度為：3.5mA*100=350mV；3.5mA*120=420mV。

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LVDS接口電路包括兩部分，即驅(qū)動(dòng)板側(cè)的LVDS輸出接口電路（LVDS發(fā)送器）和液晶面板側(cè)的LVDS輸入接口電路（LVDS接收器）。LVDS發(fā)送器將驅(qū)動(dòng)板主控芯片輸出的電平并行RGB數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成低電壓串行LVDS信號(hào)，然后通過驅(qū)動(dòng)板與液晶面板之間的柔性電纜（排線）將信號(hào)傳送到液晶面板側(cè)的LVDS接收器，LVDS接收器再將串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為TTL電平的并行信號(hào)，送往液晶屏?xí)r序控制與行列驅(qū)動(dòng)電路。LVDS接口電路的組成示意圖7

三、眼圖介紹

將待測(cè)的基帶串行bit信號(hào)加到示波器的Y軸輸入端，同時(shí)把與bit信號(hào)相關(guān)的恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)（位定時(shí)信號(hào)）作為掃描同步信號(hào)，這樣，示波器對(duì)基帶串行bit信號(hào)的掃描周期嚴(yán)格與位定時(shí)周期同步，各bit位的波形就會(huì)重疊起來。對(duì)于二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，這個(gè)圖形與人眼相象，所以稱為“眼圖”。8

眼圖是由各段碼元波形疊加而成的，眼圖中央的垂直線表示最佳抽樣時(shí)刻，位于兩峰值中間的水平線是判決門限電平。在無碼間串?dāng)_和噪聲的理想情況下，波形無失真，每個(gè)碼元將重疊在一起，最終在示波器上看到的是跡線又細(xì)又清晰的“眼睛”，“眼”開啟得最大。當(dāng)有碼間串?dāng)_時(shí)，波形失真，碼元不完全重合，眼圖的跡線就會(huì)不清晰，引起“眼”部分閉合。若再加上噪聲的影響，則使眼圖的線條變得模糊，“眼”開啟得小了，因此，“眼”張開的大小表示了失真的程度，反映了碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱。由此可知，眼圖能直觀地表明碼間串?dāng)_和噪聲的影響，可評(píng)價(jià)一個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。為了解釋眼圖與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系，可把眼圖抽象為一個(gè)模型，如圖4所示。10

理想化眼圖波形

眼圖是高速信號(hào)依據(jù)時(shí)間對(duì)累加1及0振幅的相對(duì)關(guān)系，由兩個(gè)位所組成的眼圖信號(hào)，其中中間的一個(gè)位是眼晴張開得以讓信號(hào)順利通過的關(guān)鍵。一般而言，眼圖張得愈開，代表較佳的信號(hào)質(zhì)量及較低的誤碼率；反之，眼圖愈小即代表信號(hào)質(zhì)量愈差，也有較高的誤碼可能。眼圖兩邊的交叉點(diǎn)即代表信號(hào)由0轉(zhuǎn)1及由1轉(zhuǎn)0的信號(hào)轉(zhuǎn)換質(zhì)量，如此將有益于分析信號(hào)在振幅及時(shí)間上失真的損耗。

經(jīng)三星屏廠家實(shí)際測(cè)試我們主芯片輸出的LVDS數(shù)據(jù)眼圖，檢查眼圖幅度（VID）90-100mV左右，屏廠家通過對(duì)比屏規(guī)格要求，分析確認(rèn)主要原因?yàn)檠蹐D幅度太小，不能滿足要求（VID幅度最小要求為200mV）。造成信號(hào)在時(shí)序轉(zhuǎn)換時(shí)出錯(cuò)，還原行、場(chǎng)控制信號(hào)異常，出現(xiàn)花屏。14

圖像信號(hào)LVDS進(jìn)入“時(shí)序轉(zhuǎn)換電路”首先變換還原成6bit或8bit的RGB像素?cái)?shù)據(jù)信號(hào)、HS、VS、顯示時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)（DCLK）等，然后進(jìn)入時(shí)序轉(zhuǎn)換部分，在時(shí)序轉(zhuǎn)換部分，生成列位移起始控制信號(hào)STHR/STHL、列位移時(shí)鐘信號(hào)CLK、極性控制信號(hào)POL1/POL2和列數(shù)據(jù)信號(hào)DATA，送往列驅(qū)動(dòng)集成電路。生成行位移起始控制信號(hào)DIO1/DIO2和行位移時(shí)鐘信號(hào)CLK送往行驅(qū)動(dòng)集成電路。LVDS時(shí)序轉(zhuǎn)換電路的組成示意圖15

測(cè)試LVDS數(shù)據(jù)眼圖幅度（VID）90-100mV左右16

反饋軟件設(shè)計(jì)師升級(jí)軟件，更改LVDS輸出幅度，原來軟件中LVDS輸出幅度的默認(rèn)設(shè)置為3，現(xiàn)在改為了14。新軟件V8-MT5AT01-LF1V046修改后測(cè)試如圖，查看眼圖幅度（VID）在270mV左右，觀察圖像沒有花屏現(xiàn)象。

軟件改后LVDS數(shù)據(jù)波形17

安排此批機(jī)器進(jìn)行軟件升級(jí)返工。在實(shí)際生產(chǎn)過程中L32HDF11TA/MT05A配SS8P屏還會(huì)有部分機(jī)器花屏，說明每臺(tái)機(jī)器的LVDS輸出一致性差，VID幅度余量還不夠，而軟件設(shè)置的LVDS數(shù)據(jù)幅度已接近最大值，建議將加在LVDS數(shù)據(jù)信號(hào)上的濾波電容去掉，來提高LVDS輸出幅度，測(cè)試波形如下：

取消LVDS數(shù)據(jù)濾波電容測(cè)試波形18

將圖像不良最明顯的機(jī)器，取消LVDS數(shù)據(jù)信號(hào)上的濾波電容，又測(cè)試眼圖幅度為213mV，符合屏規(guī)格要求。最終改善方案：軟件升級(jí)為V8-MT5AT01-LF1V050版，同時(shí)取消LVDS數(shù)據(jù)信號(hào)上8個(gè)電容CA01\CA02\CA05\CA06\CA07\CA08\CA09\CA10。20

實(shí)際案例二：GLK102698A/

L42M11F/MS48-AP/AUG抽檢發(fā)現(xiàn)一臺(tái)圖像閃噪點(diǎn)，在老化房也同時(shí)檢查出有兩臺(tái)有同樣問題，調(diào)整亮度和對(duì)比度，噪點(diǎn)位置會(huì)變化。測(cè)試本批屏（物編：4A-LCD42T-AUG）的LVDS差分信號(hào)兩端的電阻為52歐，而我們通常LVDS終端匹配電阻為100歐左右，初步分析為屏的驅(qū)動(dòng)板不良引起。

經(jīng)AU廠家測(cè)試LVDS信號(hào)的眼圖，發(fā)現(xiàn)眼圖VID電壓為100mV左右，不能達(dá)到屏的要求（VID要大于200Mv）。將屏驅(qū)動(dòng)板上的匹配電阻去掉后，測(cè)試屏的LVDS差分信號(hào)兩端的電阻為100歐，測(cè)試LVDS信號(hào)的眼圖VID電壓為270mV符合要求，這時(shí)檢查圖像正常。將屏驅(qū)動(dòng)板上的匹配電阻，拆下后測(cè)量為100歐正常，懷疑此匹配電阻是多余的，經(jīng)了解后發(fā)現(xiàn)是屏驅(qū)動(dòng)板上的IC改善，內(nèi)部已增加了100歐的電阻，而外接的匹配電阻沒有取消，相當(dāng)于在LVDS差分信號(hào)兩端接有2個(gè)100歐電阻并聯(lián)，使實(shí)際的阻值變?yōu)?0左右，造成LVDS幅度降低。21五、結(jié)束語

通過以上案列分析，都為