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随着TFT-LCD应用到液晶电视领域,TFT-LCD的屏幕尺寸不断增大,清晰度不断提升,显示色彩更加丰富。这些要求使数据传输速率大幅度增加,因此需要一种高速和可靠的数据接口。当前主流的RSDS接口,受总线体系结构的限制,已经很难胜任。因此PPDS采用了全新的点对点结构和线性循环DAC,具有连线少、占用面积小、数据传输速率高、干扰小、可靠性高等优点,正在成为新一代的接口技术标准。因此对PPDS技术进行研究和创新,具有一定的前瞻性和重要的理论意义与实用价值。
本文在研究PPDS技术的基础上,提出了基于PPDS接口技术的源驱动器设计目标:适用于HDTV(1920×1080)规格的显示屏,支持30-bit色彩显示,480个输出通道,60Hz刷新频率。并完成了对源驱动器的系统设计以及数字和模拟电路的功能划分。
对数字电路部分采用了工具自动综合的方法,设计了串并转换电路、双向移位寄存器、数据寄存器和时序控制器等。在Altera公司Cyclone系列的EP1C6Q240C6 FPGA上仿真结果表明,在250MHz时钟频率下,数字电路成功实现了控制信号和显示数据的接收并分配到对应输出通道。
源驱动器属于数模混合电路,其中模拟电路部分为设计的难点和本文重点。本文给出了电平移位电路、线性循环DAC、输出缓冲器的详细分析与设汁以及HSPICE仿真结果。对于线性循环DAC,在分析转换误差产生原理的基础上,采取了符号-幅值的转换模式,电路结构只需多增加两个控制开关管,就可使转换精度提高一倍。在CHARTERED 0.35μm/3.3V工艺条件下的仿真结果表明,N型和P型DAC的输出电压范围分别为0.1014~1.5486V和1.7514~3.1986V,最小分辨率均为1LSB=1.4mV,达到10-bit的转换精度,转换速度为1bit/μs,符合设计要求。在设计输出缓冲器时,采用了电阻进行相位补偿和摆率增强技术,与传统的缓冲运放相比,节省了面积和静态功耗。仿真结果表明该缓冲器在60~200pF的负载电容下,相位裕度可以达到60度以上,静态功耗只有6μA左右,而摆率可以达到2.0V/μs以上,转换输出可以在2μs内达到1/2LSB的精度要求。最后对模拟电路部分进行了整体仿真,验证了其功能的正确性。