"LVDS"는 데이터시트, 서비스 매뉴얼, 배선도 등 어디에서나 나타나는 약어 중 하나이지만 일반 언어로 설명되는 경우는 거의 없습니다. 디스플레이 어셈블리나 머신 비전 카메라를 열고 얇은 커넥터에 전원을 공급하는 작은 꼬인 쌍으로 만들어진 평평한 리본을 발견했다면 이미 그것을 만난 것입니다. 이 짧은 가이드에서는 문자의 의미, 이 기술이 오랫동안 지속된 이유, 실제 작업을 수행하는 케이블에 대해 무엇을 요구하는지 설명합니다.
LVDS는 약자 저전압 차동 신호 . 이는 매우 작은 전압 차이를 사용하여 바이너리 데이터가 구리 쌍에 구동되는 방법을 설명하는 전기 표준(일반적으로 TIA/EIA-644로 인용됨)입니다. 세 단어 각각은 실제 의미를 담고 있습니다.
드라이버는 약 350밀리볼트만 스윙하며 1.2V에 가까운 공통 모드 레벨에 있습니다. 3.3V 또는 5V 단일 종단 신호와 비교할 때 이는 소리라기보다는 속삭임이며 인터페이스가 속도에서 전력을 거의 소비하지 않는 이유입니다.
모든 비트는 동일한 신호의 보완적인 버전을 전달하는 두 개의 도체를 통해 이동합니다. 수신기는 두 라인 사이의 차이점만 확인하고 지면과의 라인을 비교하지 않습니다. 이것이 기술에 노이즈 내성을 부여하는 것입니다.
마지막 단어를 주의 깊게 살펴보세요. LVDS는 프로토콜이 아닌 물리적 계층의 전기적 동작을 정의합니다. 패킷 구조, 주소 지정 또는 오류 처리에 대해서는 아무 것도 말하지 않습니다. 디스플레이 링크, 카메라 인터페이스, 보드 간 데이터 경로 등 상위 수준 형식이 그 위에 위치하여 비트에 의미를 부여합니다.
LVDS를 이해하는 가장 쉬운 방법은 대부분의 애호가들이 처음 접하는 일반적인 단일 종단 신호와 비교하는 것입니다. 단일 종단 링크에서는 하나의 와이어가 전압을 전달하고 접지는 기준을 제공합니다. 와이어에 결합되는 모든 노이즈 또는 두 끝 사이의 접지 전위 변화는 신호에 직접 추가됩니다. 차동 링크에서는 잡음이 두 도체에 거의 동일하게 결합되므로 수신기가 빼는 공통 모드 이동으로 나타납니다.
| 특징 | 단일 종단 | 차동 (LVDS) |
|---|---|---|
| 신호당 도체 | 하나, 그리고 지상 복귀 | 2개, 일치하는 쌍으로 구동됨 |
| 전압 스윙 | 레일 투 레일(보통 3.3V 또는 5V) | 1.2V 공통 모드 기준 약 350mV |
| 소음 거동 | 접지 잡음이 신호에 직접 추가됩니다. | 공통 모드 잡음은 수신기에서 크게 상쇄됩니다. |
| 높은 데이터 전송률의 전력 | 빈도에 따라 빠르게 상승 | 그네가 작기 때문에 겸손함을 유지합니다. |
| 일반적인 사용 | 짧은 저속 보드 레벨 링크 | 보드, 모듈, 디스플레이 간의 고속 링크 |
수년에 걸쳐 우리는 LVDS가 새로운 인터페이스의 물결 속에서 살아남는 것을 지켜보았는데 그 이유는 유행보다는 실용적이었습니다.
대부분의 링크는 세 가지 모양 중 하나에 속합니다. 에이 지점 간 연결은 하나의 드라이버를 하나의 수신기에 연결하며 가장 일반적입니다. 에이 멀티 드롭 배열은 여러 수신기에 걸쳐 하나의 드라이버를 공유하므로 클록 분배에 적합합니다. 에이 다지점 때때로 M-LVDS로 작성되는 버전을 사용하면 여러 드라이버와 수신기가 더 엄격한 드라이브 요구 사항과 제어된 경합을 통해 버스를 공유할 수 있습니다. 잘못된 토폴로지를 선택하는 것은 간헐적인 링크 실패의 조용한 원인 중 하나입니다.
인터페이스는 이름에서 알 수 있듯이 더 친숙합니다. 이는 LCD TV 및 모니터 내부에 비디오를 전달하여 메인 보드를 타이밍 컨트롤러에 연결합니다. 이는 산업용 카메라, 의료 영상 카트, 테스트 장비 및 자동차 디스플레이 하니스에 사용됩니다. 생산 라인에서는 엔지니어가 전기 간섭을 받지 않고 인코더와 센서 데이터를 이동하기 위해 로봇과 CNC 장비 내부의 제어 보드를 서로 연결합니다. 자동화 캐비닛에서는 이러한 신뢰성이 바로 라인을 계속 가동시키는 요소입니다.
하네스를 지정하는 사람에게 중요한 부분은 다음과 같습니다. 표준은 이야기의 절반에 불과합니다. 작은 차동 스윙은 예측 가능하게 동작하는 전송 매체에 크게 의존합니다. 쌍이 제어된 임피던스로 구축되지 않았거나 하나의 도체가 파트너보다 약간 길면 반사 및 타이밍 오류가 발생하여 수신기에서 실수를 하기 시작합니다.
쌍 내 스큐가 조용한 원인입니다. 한 쌍의 두 컨덕터 길이가 몇 밀리미터라도 다른 경우 각 비트의 두 절반은 약간 다른 순간에 도착하며 수신기가 측정하는 차이는 흐려집니다. 차폐는 문제의 나머지 절반을 해결하여 여유 여유가 거의 없는 신호에서 모터 구동 소음과 무선 주파수 간섭을 방지합니다.
캐비닛 내부에 고정 설치하는 경우 일반적으로 안정적인 임피던스를 갖춘 호일 차폐 연선 구조로 충분합니다. 케이블이 움직이는 축을 따라 이동하는 경우 미세한 연선 도체와 반복적인 굴곡에 저항하는 재킷이 전기적 값만큼 중요합니다.
고정 및 이동 설치용 DJYPVP 차폐 연선 컴퓨터 케이블 미세한 연선 도체와 습기 및 내마모성 외장을 갖춘 이중층 차폐 연선 구조는 캐비닛과 온화한 산업 환경에서 안정적인 신호 전송을 지원합니다. 제품보기 → | 매개변수 | 일반적인 목표 | 왜 중요한가요? |
|---|---|---|
| 차동 impedance | 100Ω 공칭 | 신호 눈이 계속 열려 있도록 반사를 작게 유지합니다. |
| 쌍 내 스큐 | 수십 피코초 | 두 가장자리가 함께 도착해야 합니다. 그렇지 않으면 차이가 흐려집니다. |
| 차폐 | 시끄러운 공장에서는 포일, 브레이드 또는 둘 다 | 드라이브 및 인버터의 작은 스윙을 보호합니다. |
| 도체 건설 | 움직이는 축의 미세한 연선 구리 | 지속적인 굴곡으로 인해 결국 견고한 코어가 파손됩니다. |
| 재킷 소재 | 고정 작동을 위한 PVC, 지속적인 작동을 위한 PUR | 현장에서의 서비스 수명을 결정합니다. |
우리는 이전에 다음과 같이 썼습니다. 고성능 컴퓨터 케이블의 전송 안정성을 결정하는 요소 , 그리고 여기에는 거의 단어 그대로 동일한 물리학이 적용됩니다.
개별적으로 차폐된 쌍이 있는 차폐 컴퓨터 케이블은 기판 간 및 계측기 링크의 자연스러운 시작점이 됩니다. 구조가 인접한 쌍 간의 누화를 제어하기 때문입니다. 데이터가 동일한 덕트에서 산업용 이더넷 또는 버스 트래픽과 함께 이동하는 경우 전체 길이에 걸쳐 일관된 임피던스를 갖는 케이블은 시운전 중에 불쾌한 놀라움을 방지합니다.
이중층 차폐 기능이 있는 Cat6 산업용 이더넷 버스 케이블 개별 차폐 쌍과 포일 + 브레이드 전체 차폐 기능을 갖춘 4쌍 Cat6 구조는 열악한 산업 환경에서 기가비트 이더넷과 단거리 10기가비트 전송을 지원합니다. 제품보기 → 인코더 및 리졸버 피드백은 이러한 원칙이 적용되는 또 다른 부분입니다. 벤치에서 완벽하게 작동하는 차동 쌍은 스핀들 드라이브가 전환을 시작하면 공작 기계에서 작동하지 않을 수 있습니다. 이는 전용 드레인 와이어가 있는 차폐 구조가 해당 역할에서 매우 일반적인 이유입니다.
산업용 모션 피드백을 위한 높은 간섭 방지 인코더 케이블 다층 차폐, 안정적인 특성 임피던스 및 비틀림 방지 PUR 외장은 CNC, 로봇 공학 및 자동화 생산 라인에서 EMI/RFI에 대해 약한 엔코더 신호를 보존하는 데 도움이 됩니다. 제품보기 → 아직 더 넓은 시스템을 계획하고 계시다면, 자동화 솔루션 개요에서는 최신 생산 셀에서 신호, 제어 및 전원 케이블이 일반적으로 어떻게 분리되는지 보여줍니다.
고객이 LVDS 스타일 링크에 대한 견적을 요청하면 가장 먼저 해결해야 할 질문은 다음과 같습니다.
아니요. 전기 레이어 사양입니다. 프레이밍, 인코딩 및 오류 처리는 위에 계층화되어 있는 프로토콜에서 나옵니다.
때로는 조용한 환경에서 짧은 거리를 이동할 때도 있습니다. 모든 생산 등급의 경우 임피던스가 제어되고 스큐가 알려진 케이블이 더 안전한 선택입니다.
일반적으로 데이터 속도와 케이블 품질에 따라 구리보다 몇 미터 더 걸립니다. 장거리 실행에는 일반적으로 다른 물리적 계층이나 리피터가 필요합니다.
아주 그렇습니다. 저전력, 저방출 및 단순성의 조합으로 인해 향후 수년간 서비스될 디스플레이, 카메라 및 산업용 장비에 사용됩니다.
따라서 다음에 도면에 LVDS 쌍이 나열되면 도면에서 요구하는 것이 무엇인지 정확히 알 수 있습니다. 즉, 두 도체 사이의 작고 빠르며 소음에 강한 차이와 기계의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지의 차이를 보존할 수 있을 만큼 잘 설계된 케이블입니다. 케이블을 올바르게 선택하면 인터페이스가 몇 년 동안 조용히 작동합니다.
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