LVDS為汽車應(yīng)用提供可靠的視頻接口
發(fā)布時(shí)間:2017-06-19 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】汽車視頻應(yīng)用中,降低視頻干擾的途徑是用數(shù)字信號(hào)替代模擬信號(hào)。最有效的視頻傳輸方案是采用低電壓差分信號(hào)(LVDS)接口,因?yàn)樗哂休^低的信號(hào)幅度(0.35V)和差分架構(gòu),可大大降低電磁輻射。近幾年,隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展,對(duì)視頻源、顯示設(shè)備和視頻傳輸線的開發(fā)取得了較大進(jìn)展,本文討論了相關(guān)的發(fā)展趨勢(shì)。
新型汽車電子信號(hào)格式變化最快的是視頻,幾年以前,車載設(shè)備中的視頻顯示還僅限于導(dǎo)航系統(tǒng)的小尺寸顯示屏,確切地說,它只是一個(gè)導(dǎo)航電子裝置,有些豪華型汽車借助同一顯示器播放電視信號(hào)。視頻信號(hào)從電視接收機(jī)到顯示器輸出需要傳輸相當(dāng)長(zhǎng)的距離,圖像格式是稱為復(fù)合視頻基帶信號(hào)(CVBS)的模擬信號(hào)。
把導(dǎo)航顯示器與電子系統(tǒng)分離開,使顯示器可以安裝在便于駕駛者觀察的位置,這種分離需要添加視頻傳輸線?,F(xiàn)在,由于汽車上安裝了越來越多的顯示設(shè)備,包括用于顯示速度、轉(zhuǎn)速、汽車狀態(tài)的電子儀表盤,后排座多媒體播放器(乘客能夠觀看電視或DVD等),各個(gè)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(jī)用于輔助駕駛,例如后視鏡攝像機(jī)、夜視鏡以及路標(biāo)識(shí)別攝像機(jī),而每個(gè)攝像機(jī)都需要通過視頻傳輸線連接到顯示設(shè)備。
車體內(nèi)部迅速增加的傳輸線,特別是這些傳輸線越來越長(zhǎng),使得模擬CVBS信號(hào)的傳輸非常困難。這些信號(hào)格式不能承受汽車的電磁干擾,同時(shí),大屏幕顯示與越來越高的分辨率進(jìn)一步加劇了視頻干擾(如多徑干擾)。
減小視頻干擾的一種方案是用數(shù)字信號(hào)取代模擬信號(hào),視頻信號(hào)線本身不能產(chǎn)生干擾。已經(jīng)證明,低壓差分信號(hào)(LVDS)能夠?yàn)閿?shù)字視頻傳輸提供最合理的連接。小信號(hào)幅度(0.35V)、差分結(jié)構(gòu)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(jīng)安裝在汽車上,可提供一路時(shí)鐘輸出和三路數(shù)據(jù),利用LVDS發(fā)送/接收器連接導(dǎo)航顯示屏(圖1)。三路并行輸出需要達(dá)到圖像傳輸所要求的速率,時(shí)鐘用于同步傳輸。
圖1. 第一代LVDS收發(fā)器有8路輸出。
第一代LVDS器件的缺陷是需要四對(duì)兒雙絞線(8路輸出)達(dá)到所要求的數(shù)據(jù)傳輸速率,8條數(shù)據(jù)線使機(jī)械結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜,難以安裝,與一對(duì)兒傳輸線相比成本要高得多。第二代LVDS器件對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn),例如MAX9247/MAX9248 (圖2),采用一對(duì)兒雙絞線同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和時(shí)鐘。
圖2. 第二代LVDS收發(fā)器有2路輸出。
第二代芯片組的一個(gè)重要功能是可以選擇電容輸出耦合方式,LVDS器件通常不具備該功能。利用這種耦合方式可以避免發(fā)送器與接收器之間的地電位偏差問題。采用直流耦合時(shí),這一潛在的電位差可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法傳輸,甚至產(chǎn)生過大的電流損壞器件。
使用電容去耦時(shí),需保證發(fā)送數(shù)據(jù)不要沿著一個(gè)方向長(zhǎng)時(shí)間地為電容充電,例如,在發(fā)送一長(zhǎng)串“1”時(shí)即可出現(xiàn)這種情況。第二代器件,例如:MAX9247或MAX9248采用“直流均衡”技術(shù)解決了上述問題。當(dāng)檢測(cè)到發(fā)送數(shù)據(jù)中存在一長(zhǎng)串1或0時(shí),將對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行反相后發(fā)送。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)接收器時(shí),對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)再次反相,恢復(fù)到原來的格式。利用這種方式可以避免對(duì)電容的過度充電,發(fā)送器會(huì)通知接收器每一批數(shù)據(jù)是按照正常格式還是反相格式發(fā)送的。
第二代器件的速度能夠達(dá)到42MHz,數(shù)據(jù)速率高達(dá)1.15Gb。時(shí)鐘頻率的提高導(dǎo)致更強(qiáng)的電磁輻射,可利用擴(kuò)頻傳輸技術(shù)減小EMI。擴(kuò)頻技術(shù)在時(shí)鐘頻率中加入抖動(dòng),將原來的EMI峰值能量擴(kuò)散在較寬頻帶。由于能量不變,EMI的最大峰值被減小(圖3)。
圖3. 擴(kuò)頻技術(shù)降低EMI。
第二代LVDS數(shù)據(jù)傳輸器件主要為大屏幕應(yīng)用設(shè)計(jì)。汽車內(nèi)部各種攝像機(jī)的連接并不需要很高的傳輸速度,針對(duì)這種應(yīng)用,Maxim的第三代LVDS器件采用低時(shí)鐘速率,并減少了并行數(shù)據(jù)總線的寬度。
第三代器件用于控制數(shù)據(jù)的傳輸(主要用于攝像機(jī)的連接,也可用于顯示器),用來設(shè)置顯示器亮度和對(duì)比度,或攝像機(jī)的靈敏度。目前系統(tǒng)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接口傳輸控制數(shù)據(jù),避免使用其它接口。
本文來源于Maxim。
推薦閱讀:
特別推薦
- X-CUBE-STL:支持更多STM32, 揭開功能安全的神秘面紗
- 大聯(lián)大世平集團(tuán)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)方案榮獲第六屆“金輯獎(jiǎng)之最佳技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用”獎(jiǎng)
- 貿(mào)澤推出針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市的工程技術(shù)資源中心
- 大普技術(shù)自主可控、高精度、小型化TCXO——對(duì)講機(jī)應(yīng)用
- Melexis創(chuàng)新推出集成喚醒功能的汽車制動(dòng)踏板位置傳感器芯片方案
- Vishay推出的新款高能浪涌限流PTC熱敏電阻,可提高有源充放電電路性能
- 美芯晟推出支持ALS和Flicker的小尺寸閃爍光傳感器芯片
技術(shù)文章更多>>
- 車用開關(guān)電源的開關(guān)頻率定多高才不影響EMC?
- 貿(mào)澤推出針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和智慧城市的工程技術(shù)資源中心
- “扒開”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠(chéng)邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國(guó)電子展高端元器件展區(qū)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索