场制发射显示器(field emission display，fed)是一种新型的平板显示器件，具有反应速度快、重量低、功耗小、视角大、颜色鲜艳等优点，是继lcd，pdp，oled等之后的另一种最有前途的新一代平板显示器。目前我们研制出的25英寸彩色大屏幕印刷式场致发射显示器，在国内外属于首创，同时研制出可实现场致发射显示器图像显示的集成驱动电路系统。随着可支持分辨率的提高，系统中数据传输的速度也相应地加快。在信号的传输过程中，高频率的信号很容易受到外界信号及杂波的干扰。假如这些信号受到干扰，那么整体的图像质量就会下降,甚至影响整体的稳定性。考虑到存在的问题，我们采用了低压差分信号技术(low voltage differential signaling，lvds)。他具有高速传输、低功耗、噪声控制、低成本等优点，目前已经广泛应用在电信通讯、数据通信和显示设备上的点对点通信应用中。实验证明，使用lvds可以很好地解决信号传输过程中受到的干扰问题。

1 fed主板接口中信号的传输

　　fed电路系统主要由视频接收单元、视频a/d转换单元、数据缓存单元、集成灰度调制驱动单元、行后级集成驱动单元、fpga控制模块单元和电源模块等部分组成[1]。

　　视频信号经过sii161解码以及fpga图像处理分离出来的三基色rgb数据信号、数据使能csi、移位数据时钟sc、计数时钟cc和计数使能lc信号要传送到后级灰度调制系统，作为控制信号供给后级驱动芯片hv632使用。信号的传输主要是指主板接口和行、列板接口电路之间的数据传输。信号在普通数据线传输过程中，很容易受到外界信号的干扰，尤其是三基色rgb数据信号，目前的vga分辨率系统后级数据时钟采用10 mhz，传输速度快，这样的速率在传输过程中更容易受到干扰。如果数据信号受到干扰，那么在屏幕显示的图像质量则会受到影响。如果后级驱动芯片的控制信号受到干扰，那么画面就会产生抖动，受到的影响就会更大。考虑到fed以后的分辨率会增大，那么数据传输速率会变得更快，所以在信号传输过程中受到干扰的机会就会越来越大。那么使用lvds接口来进行数据传输，刚好可以解决信号传输所受到的干扰问题。

2 lvds接口的原理及特点

2.1 lvds的工作原理

　　lvds电路由发送器和接收器以及终端匹配电阻组成，m1，m2，m3，m4是尺寸、工艺都相同的nmos管开关。发送器的输出接在阻值为100 ω的终端电阻上，构成回路。驱动器工作时，nmos开关m1和m4以及m2和m3在cmos信号的作用下轮流导通和截止，在输出端产生±3.5 ma的回路电流。绝大部分发送电流将流经100 ω的终端电阻，并在接收器输入端产生大约350 ma的压降。当发送状态翻转时，流经电阻的电流方向改变，于是在接收端产生了一个有效"0"或"1"的逻辑状态。从而把一个cmos信号转换成了lvds信号。

2.2 lvds的优点

应用lvds具有许多优势：

　　速率高 在ansi/eia/eia-644定义中的lvds标准，理论极限速度为1.932 gb/s，由于lvds逻辑状态间的电压变化仅为350 mv，因而能非常快地改变状态。

　　功耗低 随着工作频率的增加，lvds的电源电流仍保持3.5 ma，同时也限制跳变期间产生的任何尖峰电流。当终端匹配电阻为100ω的时候，功耗仅为3.5 ma×350 mv=1.225 mw，而且功耗是恒定的，不像cmos收发器的动态功耗那样相对频率而上升。

　　噪声性能好 lvds输出的差分信号固有的优点就是噪声以共模的方式在一对差分线上耦合出现，并在接收器中相减，从而可消除噪声，而且由于差分信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合得越紧密，释放到外界的电磁能量就越少，降低了电磁干扰。

　　具有故障安全(fail-safe)特性确保可靠性 因为恒流驱动解决了损坏问题，所以lvds发送器和接收器还能实现热拔插[2]。另一特点是接收器的故障保护功能，lvds接收器在内部提供了可靠性电路，保证在接收器输入悬空、接收器输入短路以及接收器输入处于发送器三态输出或供电终止等情况下输出可靠，防止产生输出振荡。

3 lvds在fed中的实现

3.1 lvds芯片选型

　　lvds芯片主要有发送器和接收器两个部分，发送器和接收器主要完成ttl信号和lvds信号之间的转换。在具体的lvds芯片选型中，采用了美国国家半导体公司的ds90cf383a和ds90cf384a，其中ds90cf383a作为发送器，ds90cf384a作为接收器。该芯片是用于显示接口和平板显示连接的专业芯片，他可以提供更高的分辨率和更高长的电缆驱动[3]。此芯片采用56脚fssop封装，体积小，工作电压为+3.3 v，传输速度高达65 mb/s，完全符合设计需要。

ds90cf383a/384a具有以下特点：

　　支持20～65 mhz移位时钟；具有节能模式，功耗小于130 mw；支持vga，svga，xga和sxga格式分辨率；高达1.8 gb/s的吞吐量；高达227 mb/s的带宽；自身锁相环无需附加电路；兼容tia/eia-644lvds标准。

　　发送芯片可以支持24 b的数据位传输和4位控制信号在一个时钟周期内转换成混合