TFTディスプレイのLVDSインターフェースとTTLインターフェースの違い

TFT ディスプレイは現在、テレビ、ラップトップ コンピューター、電化製品、ハンドヘルド機器、その他のデバイスを含む幅広い製品に採用されています。LCDアーキテクチャに薄膜トランジスタを組み込むことで、すべての市場セグメントでLCDの使用が大幅に増加しました。液晶ディスプレイ (LCD) で使用される薄膜トランジスタ (TFT) テクノロジーの各トランジスタは、ピクセル (つまり、ディスプレイの照明を制御する各小さな要素) として機能します。各ピクセルにはトランジスタが含まれているため、ピクセル照明のオン/オフに必要な電流を減らすことができます。TFTディスプレイには、LVDSとTTLの2種類のインターフェースがあります。

1. TTLインターフェースはTFTディスプレイにあります

ディスプレイパネルが最初に導入されたとき、従来のデジタルインターフェイスであるTTLが業界標準になりました。必要な帯域幅は300Mbit/s、解像度は6ビットカラーのVGA、パネルサイズは10インチ未満でした。TTL 集積回路は、小規模から大規模な集積を表しており、各チップには数百個のトランジスタが含まれています。アナログ設計と比較して、TTLは商業的に実行可能なデジタル技術の使用を可能にする低コストの集積回路を表していました。

低電圧差動信号 (LVDS) は、差動信号を使用してディスプレイ データを転送する伝送規格です。これらのインターフェイスには、柔軟なパネル、高解像度グラフィックス、ディスプレイとの対話に必要な接続が少ないため、高速フレーム レートなどの利点があります。システムコストの低さと信頼性は、通常、LVDS規格に関連付けられています。LVDSは動作に必要な電力が少なく、設計がシンプルで、需要が高いためです。LVDSは、シングルエンドシステムよりもコモンモードノイズに対する耐性に優れた差動データ伝送技術を使用しています。差動技術は、2つの信号の差のみを考慮するため、2本のワイヤに接続されているノイズをコモンモードノイズとして効率的に除去できるという利点があります(ノイズは両方のラインに等しく現れます)。ノイズが大幅に低減または排除されます。

2. LVDSインターフェースの「0」または「1」は何を意味しますか?

2本の線を使用するLVDSを使用する場合、2本の線の電圧差は「0」または「1」を表します。一方、TTL は、グランドに関する電圧を使用して、それぞれ「1」または「0」を示します。TTLは、使用する電源に応じて特定の電圧レベルで動作します。これは徐々に5ボルト程度で標準化されています。これは、LVDSで使用される約350mVよりも大幅に高くなっています。LVDSはTTLよりも消費電力が大幅に少なくなります。

もう一つの利点は、LVDS干渉に対する固有の耐性です。ツイストペアの使用により、電磁界が密接に結合することが重要な理由の 1 つです。いずれにせよ、ワイヤは同じ電圧スパイクにさらされます。その結果、差動電圧は一定のままです。TTLを使用する場合、送信中の電圧スパイクが「0」になると、受信機で「1」になる可能性があります。

3. 低電圧差動信号 (LVDS) を理解する

LVDSは、ディスプレイデータを送信する低電圧差動信号ベースの方法です。これらのインターフェイスには、多彩な画面、高解像度のビジュアル、接続数の削減、フレーム レートの向上などの利点があります。

信号は、シングルエンドモード、コモンモード、差動モードの3つの方法で送信できます。シングルエンドモードでは、ドライバーとレシーバーはデータを送信するラインでリンクされます。従来の方法では、データはシングルエンドまたはペアの差動ラインを使用して転送されます。ノイズが近端または遠端の信号源に接続されている場合、回路に干渉が発生する可能性があります。LVDS とも呼ばれる差動ペアは、ドライバーとレシーバーを接続して差動モードを形成する反対の極性を持つペアです。LVDSは差動信号を採用するため、情報は一対のワイヤの電圧差として送信され、受信機で比較されます。

4. LVDS伝送率

データ伝送速度に関しては、LVDS が際立っており、RS-422 や RS-485 などのオプションよりも優れています。実際、非常に高速であるため、通常は 655 Mbps で動作しますが、1 から 3 Gbits/s の範囲の速度でも動作できます。一部のユースケース、特に医療機器、診断ツール、家庭用電化製品などのミッションクリティカルな最終製品では高速が重要であり、LVDSは優れた低コストのデータ配信オプションです。この規格は、バッテリー駆動のデバイスを長時間動作させることができる低消費電力でも広く知られています。

LVDS はデータ伝送における低消費電力が高く評価されており、エネルギーが主な関心事であるプロジェクトにとって理想的なインターフェイスとなっています。ディスプレイは、特にユーザーがバックライトや高解像度ディスプレイを優先する場合、大きな電力消耗になることはよく知られています。消費電力が1.2Vと低いため、これがこれほど人気のあるインターフェイスである理由が簡単にわかります。電源電圧が低いと、終端抵抗の両端の電圧が低下し、電流の流れが増加するため、多くの場合、消費電力が低くなります。

LVDSで使用される差動データ伝送メカニズムは、シングルエンドシステムよりもコモンモードノイズに対して耐性があります。差動技術には、受信機が2つの信号の差のみを考慮するため、コモンモードとして2本のワイヤに結合されたノイズを効果的に除去するという利点があります(ノイズは両方のラインに等しく現れます)。ノイズが効果的に低減または除去されます。

LVDS規格は、一般的に低システムコストと信頼性を連想させます。LVDSは消費電力要件が低いため、初期および長期的には安価になります。設計は比較的シンプルで、その汎用性の需要が高く、純粋に規模の経済によって関連するハードウェアをより手頃な価格にすることができます。

要約すると、LVDS は一対のワイヤの電圧差を使用して情報を送信するため、ノイズを低減しながら、比較的シンプルで、ハードウェア コストが削減され、情報伝送速度が向上します。TFTディスプレイでは、LVDSは消費電力が少なく、より長い伝送距離をサポートでき、より少ないワイヤで済むシリアル伝送モードを使用します。次のインターフェイスのTFTディスプレイでLVDS規格を使用する場合は、Reshine Displayにアクセスして、当社のディスプレイ技術製品の詳細をご覧ください。