液晶显示器DVI接口及测试规范

液晶电视接收机 DVI视频接口及显示规范
1、范围
本部分规定了液晶电视接收设备中视频DVI（Digital Visual Interface）
信号外部接口互连的电特性标称值和机械配接要求。

本部分适用于液晶电视接收设备间标准清晰度电视模拟视频信号的连接。

2、术语及定义
DVI全称为Digital Visual Interface
TMDS(Transition MinimizedDifferential Signaling) 最小化传输差分
信号; DVI接口利用T.M.D.S.链路将像素数据进行最小变换直流平衡编码，实
现了高速实时数字显示数据传输.
3、DVI概述及工作原理与标准
3.3.1、DVI有DVI1.0和DVI2.0两种标准，其中DVI1.0仅用了其中的一组
信号传输信道，传输图像的最高像素时钟为165M（1600RGB*1200@60Hz，UXGA），
信道中的最高信号传输码流为1.65GHz。

DVI2.0则用了全部的两组信号传输
信道，传输图像的最高像素时钟为330M，每组信道中的最高信号传输码流也
为1.65GHz。

在显示设备中，目前还没有DVI2.0的应用，因此本文所讨论的
DVI都是指DVI1.0标准。

连接规定及电气性能要求如表1所示。

3.3.2、DVI是基于TMDS(Transition Minimized Differential Signaling，
转换最小差分信号)技术来传输数字信号，TMDS运用先进的编码算法把8bit
数据(R、G、B中的每路基色信号)通过最小转换编码为10bit数据(包含行场同步信息、时钟信息、数据DE、纠错等)，经过DC平衡后，采用差分信号传输数据，它和LVDS、TTL相比有较好的电磁兼容性能，可以用低成本的专用电缆实现长距离、高质量的数字信号传输。

TMDS技术的连接传输结构如图1所示。

图1
3.3.3 DVI数字信号传输有单连接(Single Link)和双连接(Dual Link)两种方式，对于单连接，仅用图1所示的1/2、 9/10、17/18脚传输，它的传输速率可达
4.9Gbps，双连接可达9.9Gbps。

3.3.4 TMDS是使用差分(Differential)的传输技术，除了可有效的降低同模噪音(Common Mode Noise)之干扰，并可仅用一半的电位变动(VSwing)来传输实际峰值大小为2倍VSwing的讯号，如图2.2所示。

这样不但可以减少传输的功率销耗，合省电原则，也可以降低EMI的干扰。

圖2.2 TMDS差分的传輸方式
4.3、DVI接口标准介绍
DVI-A ( A= Analog ) 是模拟信号接口,只能去接 DVI-A或者VGA接口的信号。

DVI-D ( D= Digital ) 是数字信号接口,只能去接 DVI-D 接口的信号. DVI-I (I = A+D = Integrated)含及上述两个接口,在管脚定义上有明显的区分。

4.3.1、DVI信号的各种特性
规格信号备注
DVI-I 双通道数字/模拟可转换VGA
DVI-I单通道数字/模拟可转换VGA
DVI-D双通道数字不可转换VGA
DVI-D单通道数字不可转换VGA
DVI-A 模拟
4.3.2、接口定义
DVI-D：
DVI-I:
实际处理电路中信号定义脚说明:
PIN脚 信号规格 PIN脚 信号规格
C1=Analog Red 三基色信号线中的红 PIN13=NC NC
C2=Analog Green 三基色信号线中的绿 PIN14=DVI+5V +5VCC
C3=Analog Blue 三基色信号线中的蓝 PIN15=NC NC
水平扫描)行同步信号PIN16=HOT_PLUG HDCP功能探测脚 C4=AnalogH(Horizontal)
sync
C5=Analog Ground 地线 PIN17=RX0N 数字视频信号 PIN1=RX2P 数字视频信号 PIN18=RX0P 数字视频信号PIN2=RX2N 数字视频信号PIN19=DVI_DTE GND
PIN3=DC- 数字视频信号PIN20=NC NC
PIN4=DC- 数字视频信号PIN21=NC NC
PIN5=D2- 数字视频信号PIN22=GND GND
PIN6=DDC2_SCL DDC2时钟信号PIN23=RXCP 数字视频信号PIN7=DDC2_SDA DDC2数据信号PIN24=RXCN 数字视频信号PIN8=NC NC
PIN9=RX1N 数字视频信号
PIN10=RX1P 数字视频信号
PIN11=GND GND
PIN12=NC NC
4.3.2、电气性能要求
电气参数 性能建议要求
TMDS Termination Voltage 3.125V≤TMDS ±Data≤3.475V DDC Line OutPut Voltage 4.5V≤SDA/SCL Voltage≤5.5V HPD Output Voltage +5VCC
HPD Output Resistance 800 ohm≤ZHPD≤1200 ohm
差分阻抗
(Differential Impedance)
100W±10W
同模阻抗
(Common Mode Impedance)
33W±10W
差动延迟
(Differential Delay)
4.5ns/m
差分对内延迟差
(Inter-Pair Skew)
0.4T Pixel
差分对间延迟差
(Intra-Pair Skew)
0.25T Bit
上升时间衰退或频宽
(Rise Time Degradation or Bandwidth )212ps，1.65Ghz (Tr = 0.35/BW)
衰减(Attenuation)-0.09 dB/m@1Mhz
-0.18 dB/m@10Mhz
-0.34 dB/m@65Mhz
-0.44 dB/m@100Mhz
-0.64 dB/m@200Mhz
-0.94 dB/m@400Mhz
-1.36 dB/m@600Mhz
-1.79 dB/m@800Mhz
-3.49 dB/m@1600Mhz 本范围性能标准均符合VESA标准及增强型数据显示通道
(1)差动阻抗
DDWG DVI Rev1.0并没有很明确的指出为100W±10W，但在第38页中提及Receiver连接器的差动阻抗为100W±20W，且组装线的阻抗需小于此变动。

然后，接收器本身预设的阻抗为100W±10W，因此，考虑传输线材和Receiver的匹配性，差分线的差分特性阻抗定为100W±10W，是合理的。

此外，3M主导MDR接头的组装线材，也是TMDS的一种载具，其差分特性阻抗规范也是定为100W ±10W。

(2)同模阻抗
DDWG和Molex都没有定义此项，但为了估算同模噪声，同模阻抗是相当重要的参数，如IEEE1394a 及USB2.0都有要求测同模阻抗。

这里惠盈使用公式计算出，理想同模阻抗应为
33W±10W。

(3)差动延迟
DDWG DVI Rev1.0并没有公开定出DVI线材机械尺寸，所以差动延迟的规范也没有明确的定义。

从Molex的公开的测试报告观之，其量测结果大约在4.3 ns/m到4.4 ns/m。

然而查阅3M的目录，可看出其MDR接头的组装线，其差动延迟的规格定义在4.1ns/m。

然而考虑DVI接头不同于MDR 接头，这里取较松的上限，4.5ns/m。

另外，这里提供IEEE1394a的规范，其差动延迟的规格上限在5.05ns/m。

(4) 差分对内延迟差及(5) 差分对间延迟差
不论是Intra-pair Skew或Inter-pair Skew，DDWG DVI Rev1.0已在内文第39页，明确指出Inter-pair Skew上限是0.4T Pixel，Intra-pair Skew上限是0.25T Bit，这边T Pixel是指像素时间(Pixel Time)，这边T Bit 是指单位间格(Unit Interval)。

一般而言，上升时间衰退和频宽有一经验公式来连接两者的关系，即
0.35 =上升时间衰退(ps)´频宽(Ghz) (2.4)
以Molex DVI线材目录所言，可传输1.65Ghz的差分讯号，所以其上升时间衰退以式(2.4)估算，约为212ps。

另外，DDWG DVI Rev1.0第41页规定，这Risetime Degradation是要用TDR的20%-50%-80%之35ps 上升时间设定量测，这和Molex报告的10%-50%-90%，35ps上升时间设定不同，不过惠盈认为，DDWG的规定较为合理，因为这样可以降低DVI接头Open端TDR或TDT脉冲反射的不准度。

(6)衰减
DDWG目前没有也没规定差分线传输的衰减。

参考Molex的试验报告，在425Mhz约为1.00dB/1m，在560Mhz约为1.27dB/m，在850Mhz约为1.90dB/m。

除此之外，惠盈另有一份相关的TMDS在P&D规范，规定了TMDS在112MHz传输速率之衰减规范。

5, 结构实物图
DVI-D如图2所示。

图2 针连接器
另外一种则是DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号。

兼容模拟幸好并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上，而是必须通过一个转换接头才能使用，一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。

如图3所示.
图3 针连接器
6, 相关测试技术指标
指标名称：DVI图像质量
测试设备：待测LCD Monitor主板1PCS，PC 一台，屏一片，12V 电源一部，DVI连接线一根.
技术指标：画面显示是否正常
测量方法：按“MENU”功能键，切换到DVI 模式,检查相应画面（使用16 阶灰阶信号和彩条信号，见图4、5 所示）应色彩鲜艳､稳定清晰､不可有雪花､缺色､拖影及其它异常现象。

图14 16 灰阶信号 图15 彩阶画面。