Application des technologies d'interface haute vitesse dans les contrôleurs LCD

Les cartes de circuits imprimés de contrôleur LCD modernes doivent prendre en charge plusieurs normes d'interface haute vitesse pour répondre aux diverses exigences des applications.

• LVDS (Low-Voltage Differential Signaling): En tant que technologie mature, le LVDS est largement utilisé dans les ordinateurs portables et les écrans industriels en raison de son excellente immunité au bruit et de sa faible EMI. La conception de sa carte PCB nécessite une correspondance stricte de la longueur des paires différentielles et un contrôle de l'impédance.
• eDP (Embedded DisplayPort): Successeur du LVDS, l'eDP offre une bande passante plus élevée, moins de broches et une consommation d'énergie réduite. Il prend en charge des résolutions et des taux de rafraîchissement plus élevés et intègre un canal auxiliaire (AUX CH) pour le contrôle et le retour d'état. Les conceptions de PCB eDP exigent un contrôle d'impédance et une suppression de la diaphonie encore plus stricts.
• MIPI DSI (Display Serial Interface): Principalement utilisé dans les appareils mobiles et les systèmes embarqués, le MIPI DSI est réputé pour sa haute efficacité énergétique et son évolutivité. Sa couche physique (D-PHY) comprend des voies de données différentielles à haute vitesse et des voies de contrôle asymétriques à basse vitesse, ce qui pose des défis de routage PCB pour gérer ces deux modes de signal. Cette complexité est analogue aux exigences des PCB de contrôleur d'objectif haut de gamme pour le traitement de multiples flux de données de capteurs à haute vitesse.

HILPCB possède une vaste expérience dans la gestion de ces interfaces haute vitesse. Notre équipe d'ingénieurs aide les clients avec la conception de l'empilement, la simulation d'impédance et la définition des règles de routage pour garantir des performances d'interface optimales.

Stratégies de Conception Clés pour Assurer l'Intégrité du Signal

Dans la conception de PCB de contrôleur LCD haute vitesse, l'intégrité du signal (SI) est le facteur décisif. Même des défauts de conception mineurs peuvent entraîner des erreurs de transmission de données, se manifestant par du bruit à l'écran, des traînées ou une défaillance complète.

1. Adaptation d'Impédance: L'ensemble du chemin du signal – des broches du circuit intégré du pilote aux traces du PCB, en passant par les connecteurs et les câbles flexibles – doit maintenir une impédance constante (généralement 50Ω asymétrique ou 100Ω différentiel). HILPCB utilise des outils avancés de résolution de champ pour calculer précisément la largeur des traces et l'espacement des couches, avec des tests TDR (Time Domain Reflectometry) pendant la production pour vérifier la précision du contrôle d'impédance.
2. Routage de Paires Différentielles: Pour les signaux LVDS, eDP et autres signaux différentiels, l'adaptation de longueur intra-paire (généralement à moins de 5mil) est critique. Maintenez un routage parallèle et évitez les vias pour minimiser la conversion du bruit de mode commun.
3. Suppression de la diaphonie: Les lignes de signal haute vitesse nécessitent un espacement adéquat (généralement selon la règle 3W) et une isolation via des plans de masse de référence complets. Pour les signaux très sensibles comme les lignes d'horloge, utiliser un routage stripline ou des pistes de garde de masse.
4. Optimisation des vias: Les vias créent des discontinuités d'impédance et des réflexions de signal. Minimiser l'utilisation des vias dans les conceptions haute vitesse. Si nécessaire, placer des vias de masse adjacents aux vias de signal pour assurer des chemins de retour continus. Pour les conceptions ultra-exigeantes, HILPCB propose le défonçage pour éliminer les talons de via.

Ces considérations de conception méticuleuses s'appliquent également aux PCB de contrôleur tactile sensibles au bruit, assurant une capture précise du signal tactile sans interférence des signaux d'affichage.

Intégrité de l'alimentation (PI) et gestion thermique

L'alimentation est le cœur d'un système électronique. Pour les PCB de contrôleur LCD, une alimentation stable et propre est la base d'une qualité d'image claire. Le cœur de la conception de l'intégrité de l'alimentation (PI) est de construire un réseau de distribution d'énergie (PDN) à faible impédance, garantissant que les fluctuations de tension restent dans des limites extrêmement strictes lors des changements instantanés de la demande de courant des puces. Ceci est généralement réalisé par une disposition appropriée des plans d'alimentation et de masse, ainsi que par le placement de condensateurs de découplage suffisants avec une capacité appropriée près des broches d'alimentation des puces.

La gestion thermique est étroitement liée à la PI. Le circuit intégré du contrôleur, le circuit intégré de gestion de l'alimentation (PMIC) et le pilote de rétroéclairage sont les principales sources de chaleur. Si la chaleur ne peut pas être dissipée rapidement, cela peut entraîner un étranglement du circuit intégré ou même des dommages, affectant la stabilité de l'affichage et la durée de vie du produit. Les stratégies efficaces de gestion thermique comprennent :

• Utilisation de substrats avec une meilleure conductivité thermique: Pour les PCB de sources lumineuses LED de haute puissance, les PCB à âme métallique (MCPCB) sont un choix courant.
• Disposition optimisée: Distribution des composants générateurs de chaleur pour éviter les points chauds concentrés.
• Plages de cuivre thermiques: Déploiement de grandes plages de cuivre sur les couches externes et internes du PCB, connectées aux pastilles thermiques des composants générateurs de chaleur.
• Vias thermiques: Réseaux denses de vias thermiques placés sous les pastilles thermiques pour conduire rapidement la chaleur vers la face opposée ou les plans de dissipation thermique des couches internes du PCB.

Considérations de conception de PCB pour l'intégration tactile et d'affichage (TDDI)

Les appareils intelligents modernes recherchent des rapports écran/corps plus élevés et des profils plus minces, ce qui stimule le développement de la technologie d'intégration du pilote tactile et d'affichage (TDDI). Les puces TDDI intègrent les fonctions de l'IC du pilote d'affichage et du PCB du contrôleur tactile dans une seule puce, présentant de nouveaux défis pour la conception de PCB.

Dans les solutions TDDI, les lignes de données d'affichage et les lignes de détection tactile sont étroitement entrelacées sur le PCB et le FPC (Flexible Printed Circuit). Les signaux d'affichage sont des signaux numériques haute fréquence, tandis que les signaux de détection tactile sont des signaux analogiques faibles. La diaphonie entre eux peut gravement affecter la sensibilité et la précision du toucher. Par conséquent, la conception de PCB TDDI doit adopter des mesures de blindage et d'isolation strictes, telles que :

• Planification des couches: Placez les signaux d'affichage et les signaux tactiles sur différentes couches de signal, séparées par des plans de masse.
• Grille de blindage: Entourez les lignes de détection tactile de grilles de masse pour créer un effet de cage de Faraday, protégeant contre les interférences des signaux d'affichage.
• Synchronisation temporelle: Tirez parti des fonctionnalités de la puce TDDI pour effectuer le balayage tactile pendant la période de suppression d'affichage (V-blanking), évitant ainsi les interférences temporelles.

Cette conception de précision pour l'intégration multifonctionnelle se reflète également dans les PCB de contrôleur d'objectif complexes, qui doivent gérer simultanément les signaux pour l'autofocus, le contrôle de l'ouverture et la stabilisation de l'image, exigeant des exigences d'isolation et de blindage internes tout aussi strictes.