LVDS為汽車應用提供可靠的視頻接口
發布時間:2017-06-19 責任編輯:wenwei
【導讀】汽車視頻應用中,降低視頻幹擾的途徑是用數字信號替代模擬信號。最有效的視頻傳輸方案是采用低電壓差分信號(LVDS)接口,因為它具有較低的信號幅度(0.35V)和差分架構,可大大降低電磁輻射。近幾年,隨著汽車電子技術的發展,對視頻源、顯示設備和視頻傳輸線的開發取得了較大進展,本文討論了相關的發展趨勢。
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badaohangxianshiqiyudianzixitongfenlikai,shixianshiqikeyianzhuangzaibianyujiashizheguanchadeweizhi,zhezhongfenlixuyaotianjiashipinchuanshuxian。xianzai,youyuqicheshanganzhuangleyuelaiyueduodexianshishebei,baokuoyongyuxianshisudu、轉速、汽車狀態的電子儀表盤,後排座多媒體播放器(乘客能夠觀看電視或DVD等),各個顯示器都需要視頻傳輸線。
新一代汽車還可能配置各種攝像機用於輔助駕駛,例如後視鏡攝像機、夜視鏡以及路標識別攝像機,而每個攝像機都需要通過視頻傳輸線連接到顯示設備。
車體內部迅速增加的傳輸線,特別是這些傳輸線越來越長,使得模擬CVBS信號的傳輸非常困難。這些信號格式不能承受汽車的電磁幹擾,同時,大屏幕顯示與越來越高的分辨率進一步加劇了視頻幹擾(如多徑幹擾)。
減小視頻幹擾的一種方案是用數字信號取代模擬信號,視頻信號線本身不能產生幹擾。已經證明,低壓差分信號(LVDS)能夠為數字視頻傳輸提供最合理的連接。小信號幅度(0.35V)、差分結構使LVDS傳輸線具有最小的電磁輻射。
第一代LVDS傳輸器件(如MAX9213/MAX9214)已經安裝在汽車上,可提供一路時鍾輸出和三路數據,利用LVDS發送/接收器連接導航顯示屏(圖1)。三路並行輸出需要達到圖像傳輸所要求的速率,時鍾用於同步傳輸。

圖1. 第一代LVDS收發器有8路輸出。
第一代LVDS器件的缺陷是需要四對兒雙絞線(8路輸出)達到所要求的數據傳輸速率,8條數據線使機械結構變得複雜,難以安裝,與一對兒傳輸線相比成本要高得多。第二代LVDS器件對此進行了改進,例如MAX9247/MAX9248 (圖2),采用一對兒雙絞線同時傳輸數據和時鍾。

圖2. 第二代LVDS收發器有2路輸出。
第二代芯片組的一個重要功能是可以選擇電容輸出耦合方式,LVDSqijiantongchangbujubeigaigongneng。liyongzhezhongouhefangshikeyibimianfasongqiyujieshouqizhijiandedidianweipianchawenti。caiyongzhiliuouheshi,zheyiqianzaidedianweichakenengdaozhishujuwufachuanshu,shenzhichanshengguodadedianliusunhuaiqijian。
使用電容去耦時,需保證發送數據不要沿著一個方向長時間地為電容充電,例如,在發送一長串“1”時即可出現這種情況。第二代器件,例如:MAX9247或MAX9248采用“直流均衡”技術解決了上述問題。當檢測到發送數據中存在一長串1或0時(shi),將(jiang)對(dui)部(bu)分(fen)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)反(fan)相(xiang)後(hou)發(fa)送(song)。當(dang)數(shu)據(ju)到(dao)達(da)接(jie)收(shou)器(qi)時(shi),對(dui)這(zhe)部(bu)分(fen)數(shu)據(ju)再(zai)次(ci)反(fan)相(xiang),恢(hui)複(fu)到(dao)原(yuan)來(lai)的(de)格(ge)式(shi)。利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)對(dui)電(dian)容(rong)的(de)過(guo)度(du)充(chong)電(dian),發(fa)送(song)器(qi)會(hui)通(tong)知(zhi)接(jie)收(shou)器(qi)每(mei)一(yi)批(pi)數(shu)據(ju)是(shi)按(an)照(zhao)正(zheng)常(chang)格(ge)式(shi)還(hai)是(shi)反(fan)相(xiang)格(ge)式(shi)發(fa)送(song)的(de)。
第二代器件的速度能夠達到42MHz,數據速率高達1.15Gb。時鍾頻率的提高導致更強的電磁輻射,可利用擴頻傳輸技術減小EMI。擴頻技術在時鍾頻率中加入抖動,將原來的EMI峰值能量擴散在較寬頻帶。由於能量不變,EMI的最大峰值被減小(圖3)。

圖3. 擴頻技術降低EMI。
第二代LVDS數據傳輸器件主要為大屏幕應用設計。汽車內部各種攝像機的連接並不需要很高的傳輸速度,針對這種應用,Maxim的第三代LVDS器件采用低時鍾速率,並減少了並行數據總線的寬度。
第三代器件用於控製數據的傳輸(主要用於攝像機的連接,也可用於顯示器),用來設置顯示器亮度和對比度,或攝像機的靈敏度。目前係統中使用的是CAN、LIN或UART傳輸總線,這些方案需要更多的器件、電纜,占用更大的空間,成本較高。第三代器件將用LVDS接口傳輸控製數據,避免使用其它接口。
本文來源於Maxim。
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