場制發(fā)射顯示器(field emission display，fed)是一種新型的平板顯示器件，具有反應(yīng)速度快、重量低、功耗小、視角大、顏色鮮艷等優(yōu)點(diǎn)，是繼lcd，pdp，oled等之后的另一種最有前途的新一代平板顯示器。目前我們研制出的25英寸彩色大屏幕印刷式場致發(fā)射顯示器，在國內(nèi)外屬于首創(chuàng)，同時研制出可實(shí)現(xiàn)場致發(fā)射顯示器圖像顯示的集成驅(qū)動電路系統(tǒng)。隨著可支持分辨率的提高，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫蚕鄳?yīng)地加快。在信號的傳輸過程中，高頻率的信號很容易受到外界信號及雜波的干擾。假如這些信號受到干擾，那么整體的圖像質(zhì)量就會下降,甚至影響整體的穩(wěn)定性。考慮到存在的問題，我們采用了低壓差分信號技術(shù)(low voltage differential signaling，lvds)。他具有高速傳輸、低功耗、噪聲控制、低成本等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電信通訊、數(shù)據(jù)通信和顯示設(shè)備上的點(diǎn)對點(diǎn)通信應(yīng)用中。實(shí)驗(yàn)證明，使用lvds可以很好地解決信號傳輸過程中受到的干擾問題。

1 fed主板接口中信號的傳輸

　　fed電路系統(tǒng)主要由視頻接收單元、視頻a/d轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)緩存單元、集成灰度調(diào)制驅(qū)動單元、行后級集成驅(qū)動單元、fpga控制模塊單元和電源模塊等部分組成[1]。

　　視頻信號經(jīng)過sii161解碼以及fpga圖像處理分離出來的三基色rgb數(shù)據(jù)信號、數(shù)據(jù)使能csi、移位數(shù)據(jù)時鐘sc、計數(shù)時鐘cc和計數(shù)使能lc信號要傳送到后級灰度調(diào)制系統(tǒng)，作為控制信號供給后級驅(qū)動芯片hv632使用。信號的傳輸主要是指主板接口和行、列板接口電路之間的數(shù)據(jù)傳輸。信號在普通數(shù)據(jù)線傳輸過程中，很容易受到外界信號的干擾，尤其是三基色rgb數(shù)據(jù)信號，目前的vga分辨率系統(tǒng)后級數(shù)據(jù)時鐘采用10 mhz，傳輸速度快，這樣的速率在傳輸過程中更容易受到干擾。如果數(shù)據(jù)信號受到干擾，那么在屏幕顯示的圖像質(zhì)量則會受到影響。如果后級驅(qū)動芯片的控制信號受到干擾，那么畫面就會產(chǎn)生抖動，受到的影響就會更大�？紤]到fed以后的分辨率會增大，那么數(shù)據(jù)傳輸速率會變得更快，所以在信號傳輸過程中受到干擾的機(jī)會就會越來越大。那么使用lvds接口來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，剛好可以解決信號傳輸所受到的干擾問題。

2 lvds接口的原理及特點(diǎn)

2.1 lvds的工作原理

　　lvds電路由發(fā)送器和接收器以及終端匹配電阻組成，m1，m2，m3，m4是尺寸、工藝都相同的nmos管開關(guān)。發(fā)送器的輸出接在阻值為100 ω的終端電阻上，構(gòu)成回路。驅(qū)動器工作時，nmos開關(guān)m1和m4以及m2和m3在cmos信號的作用下輪流導(dǎo)通和截止，在輸出端產(chǎn)生±3.5 ma的回路電流。絕大部分發(fā)送電流將流經(jīng)100 ω的終端電阻，并在接收器輸入端產(chǎn)生大約350 ma的壓降。當(dāng)發(fā)送狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時，流經(jīng)電阻的電流方向改變，于是在接收端產(chǎn)生了一個有效"0"或"1"的邏輯狀態(tài)。從而把一個cmos信號轉(zhuǎn)換成了lvds信號。

2.2 lvds的優(yōu)點(diǎn)

應(yīng)用lvds具有許多優(yōu)勢：

　　速率高 在ansi/eia/eia-644定義中的lvds標(biāo)準(zhǔn)，理論極限速度為1.932 gb/s，由于lvds邏輯狀態(tài)間的電壓變化僅為350 mv，因而能非常快地改變狀態(tài)。

　　功耗低 隨著工作頻率的增加，lvds的電源電流仍保持3.5 ma，同時也限制跳變期間產(chǎn)生的任何尖峰電流。當(dāng)終端匹配電阻為100ω的時候，功耗僅為3.5 ma×350 mv=1.225 mw，而且功耗是恒定的，不像cmos收發(fā)器的動態(tài)功耗那樣相對頻率而上升。

　　噪聲性能好 lvds輸出的差分信號固有的優(yōu)點(diǎn)就是噪聲以共模的方式在一對差分線上耦合出現(xiàn)，并在接收器中相減，從而可消除噪聲，而且由于差分信號的極性相反，他們對外輻射的電磁場可以相互抵消，耦合得越緊密，釋放到外界的電磁能量就越少，降低了電磁干擾。

　　具有故障安全(fail-safe)特性確�？煽啃� 因?yàn)楹懔黩?qū)動解決了損壞問題，所以lvds發(fā)送器和接收器還能實(shí)現(xiàn)熱拔插[2]。另一特點(diǎn)是接收器的故障保護(hù)功能，lvds接收器在內(nèi)部提供了可靠性電路，保證在接收器輸入懸空、接收器輸入短路以及接收器輸入處于發(fā)送器三態(tài)輸出或供電終止等情況下輸出可靠，防止產(chǎn)生輸出振蕩。

3 lvds在fed中的實(shí)現(xiàn)

3.1 lvds芯片選型

　　lvds芯片主要有發(fā)送器和接收器兩個部分，發(fā)送器和接收器主要完成ttl信號和lvds信號之間的轉(zhuǎn)換。在具體的lvds芯片選型中，采用了美國國家半導(dǎo)體公司的ds90cf383a和ds90cf384a，其中ds90cf383a作為發(fā)送器，ds90cf384a作為接收器。該芯片是用于顯示接口和平板顯示連接的專業(yè)芯片，他可以提供更高的分辨率和更高長的電纜驅(qū)動[3]。此芯片采用56腳fssop封裝，體積小，工作電壓為+3.3 v，傳輸速度高達(dá)65 mb/s，完全符合設(shè)計需要。

ds90cf383a/384a具有以下特點(diǎn)：

　　支持20～65 mhz移位時鐘；具有節(jié)能模式，功耗小于130 mw；支持vga，svga，xga和sxga格式分辨率；高達(dá)1.8 gb/s的吞吐量；高達(dá)227 mb/s的帶寬；自身鎖相環(huán)無需附加電路；兼容tia/eia-644lvds標(biāo)準(zhǔn)。

　　發(fā)送芯片可以支持24 b的數(shù)據(jù)位傳輸和4位控制信號在一個時鐘周期內(nèi)轉(zhuǎn)換成混合