DCLK/HS/VS/DE信號介紹


只要是數字信號處理電路,就必須有時鍾信號。在液晶面板中,像素時鍾是一個非常重要的時鍾信號。像素時鍾信號的頻率與液晶面板的工作模式有關,液晶面板分辨率越高,像素時鍾信號的頻率也越高。在一行內,像素時鍾的個數與液晶面板一行內所具有的像素數量相等。例如,對於1024×768的液晶面板,一行有1024個像素,則在一行中(對應於有效視頻區間)像素時鍾的個數也是1024個。

無論對TTL接口液晶面板,還是對LVDS接口面板,像素時鍾信號都有以下兩個方面的作用:
(1)指揮RGB信號按順序傳輸。像素時鍾信號就像指揮員指揮隊伍時發出的口令“一、二,一、二……”,數字RGB信號在像素時鍾信號的作用下,按照一定的順序,由驅動板傳輸到液晶面板中,使各電路按照一定的節拍協調地工作。

(2)確保數據傳輸的正確性。無論是驅動板電路,還是液晶面板電路,在讀取數字RGB信號時,都是在像素時鍾的作用與控制下進行的,各電路只有在像素時鍾的下降沿(或上升沿)到來時才對數字RGB數據進行讀取,以確保讀取數據的正確性。圖1所示為像素時鍾與數字RGB信號之間的對應關系示意圖(1024×768液晶面板)。

 

圖1 像素時鍾與數字視頻信號之間的對應關系示意圖


液晶顯示器行同步信號(HS)和場同步信號(VS)

在液晶顯示器中,行同步信號(HS)的作用是選擇出液晶面板上有效行信號區間,場同步信號(VS)的作用是選擇出液晶面板上有效場信號區間,行場同步信號的共同作用,可將選擇出液晶面板上的有效視頻信號區間。

需要注意的是,液晶顯示器中使用的同步信號是一個不包含消隱信號的兩電平信號,而CRT顯示器彩電中的同步信號是一個包含消隱信號的三電平信號。這是因為液晶顯示器處理的是數字信號,數字信號只能有兩種電平,高電平1和低電平0。

在電路中,行同步信號常用HS或HSYNC表示,場同步信號常用VS或VSYNC表示。

在液晶面板的TTL和LVDS接口中,包括的信號主要有RGB數據信號、像素時鍾信號DCLK、行同步信號HS、場同步信號VS及有效顯示數據選通信號DE。所有液晶面板都需要輸入RGB數據和像素時鍾DCLK,但其使用同步信號的方式卻不同。

(1)僅使用DE同步信號液晶面板
這種液晶面板不需要輸入行同步信號HS和場同步信號VS,只需要輸入DE作為同步信號使用即能正常工作。液晶面板的行同步信號輸人端和場同步信號端一般都需要接低電平,否則不能正常工作。


(2)同時使用DE/HS/VS同步信號液晶面板
這種液晶面板需要同時輸入有效顯示數據選通信號DE、行同步信號HS、場同步信號VS才能正常工作。


(3)液晶面板單像素/奇偶像素數據輸入模式及信號定時
液晶顯示器驅動板向液晶面板傳送RGB數據信號的方式有兩種:一種為單像素模式(單路方式);另一種為奇偶雙像素模式(雙路方式),將RGB數據分為奇數像素和偶數像素兩路向液晶面板傳送。圖2所示為雙像素(雙路)R(站數據傳送方式(以1024×768液晶面板為例)各信號之間的定時關系。

 

圖2 雙像素(雙路)RGB數據傳送方式各信號之間的定時關系。

 

DE信號(有效數據選通信號)

有效數據選通信號也稱數據使能信號,在液晶顯示器電路中其表示符號有多種,如DSP、DSPTMG、DEN、DE等,在本書中,一般稱其為DE信號。
  
  (1)設立DE信號的意義

  在輸入到液晶顯示器的視頻信號中,有效視頻信號(有效RGB信號)只占信號周期中的一部分,而信號的行消隱和場消隱期間並不包含有效的視頻數據。因此,液晶顯示器中的有關電路在處理視頻信號時,必須將包含有效視頻信號的區間和不包含有效視頻信號的消隱區間區分開來。為了區分有效和無效視頻信號,在液晶顯示器電路中設置了DE信號。

  (2)DE信號及其產生

  圖1所示為DE信號示意圖,其中圖(c)為DE信號。DE是一個高電平有效信號,在DE高電平期間所對應的視頻數據信號被認為是有效數據信號,DE的高電平期間與CRT顯示器中的掃描正程相對應。從圖中可以看出,如果將消隱信號(見圖(a))進行倒相,正好與DE信號相同,但因為在液晶顯示器中不能處理三電平的同步/消隱信號,因此,單獨設立了一個DE信號。

 

圖1 DE信號示意圖

  有數字視頻信號的電路,一般都需要DE信號。對於液晶顯示器,DE存在於液晶顯示器的兩端和中間。“兩端”指的是液晶顯示器的DVI接口和液晶顯示器驅動板與液晶面板的接口;“中間”指的是液晶顯示器主控電路。

  (3)DE信號與其他信號之間的關系

  有效數據選通信號DE、行同步信號HS、場同步信號VS、像素時鍾信號DCLK和數字RGB信號這五類信號中,DE、HS、VS屬於同步信號,DCLK屬於時鍾信號,RGB屬於數據信號,它們一般都是同時出現的,且DE、IIS、VS、DCLK和數字RGB信號都與像素時鍾信號DCLK保持同步。

  ①DE信號與行場同步信號之間的關系:DE信號與行場同步信號之間的定時關系如圖2所示(以1024×768液晶面板為例)。圖(a)所示為DE與行同步信號之間的定時關系;圖(b)所示為DE與場同步信號之間的定時關系。圖(b)中DE信號上的每一條豎線代表一個行周期的DE信號。

圖2 DE信號與行場同步信號之間的定時關系

  ②DE信號與RGB數據信號之間的關系:圖3所示為DE信號與RGB數據信號之間的定時關系(以1024×768液晶面板為例)。圖(a)所示是液晶面板上像素的排列方式;圖(b)中DE信號的高電平持續期間對應於1024×768分辨率液晶顯示器信號的1024個像素,也就是對應於一行的有效顯示時間;圖(c)中DE信號上的每一個高電平區間代表一個行周期的DE信號。以對應於1024×768分辨率的液晶顯示器信號為例,在一個場周期內共有768個行周期的DE信號,對應於液晶面板上的768行像素。

 

 圖3 DE信號與RGB數據信號之間的定時關系

   ③DE信號與數據讀取之間的關系:圖4所示為DE信號與在像素時鍾DCLK的作用下讀取RGB數據的示意圖。從圖中可以看出,只有當DE信號在高電平期間,且在像素時鍾DCLK為下降沿時,相關電路才能對RGB數據進行讀取,以確保讀取數據的正確性。數據讀取時DE信號高電平的條件實際上就是選取有效數據的含義。

圖4 DE信號與數據讀取之間的關系

  ④DE信號與顯示畫面之間的關系:圖5所示為DE信號、有效RGB數據信號與顯示畫面之間的關系。

 

  圖5 DE信號、有效RGB數據信號與顯示畫面之間的關系

 


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