DLP781TE 0.78 4K UHD 數(shù)字微鏡器件：高亮度顯示的理想之選

在當(dāng)今的顯示技術(shù)領(lǐng)域，高亮度、高分辨率的顯示需求日益增長。DLP781TE 數(shù)字微鏡器件（DMD）作為一款數(shù)控微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）空間光調(diào)制器（SLM），為實(shí)現(xiàn)高亮度 4K UHD 固態(tài)照明顯示系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這款器件。

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器件概述

DLP781TE DMD 具有 0.78 英寸對(duì)角線微鏡陣列，其顯示分辨率達(dá)到 4K UHD（3840 × 2160），微鏡間距為 9.0μm，微鏡傾斜角為 ±14.5°，支持角落照明。該器件支持高光功率密度，適用于高亮度大型場(chǎng)館顯示器，總光功率密度高達(dá) 40W/cm2，輸入數(shù)據(jù)總線為 2xLVDS。TI DLP? 0.78 英寸 4K UHD 芯片組由 DMD、兩個(gè) DLPC4420 顯示控制器、DLPA300 微鏡驅(qū)動(dòng)器以及 DLPA100 電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成，外形緊湊，可為小巧的固態(tài)照明 4K UHD 顯示提供完整的系統(tǒng)。

器件特性

高分辨率顯示

4K UHD 的顯示分辨率能夠呈現(xiàn)出極其細(xì)膩、清晰的圖像，滿足了對(duì)圖像質(zhì)量要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，如大型場(chǎng)館投影儀、智能投影儀、企業(yè)投影儀以及數(shù)字標(biāo)牌等。

高光功率密度支持

高達(dá) 40W/cm2 的總光功率密度，使得該器件在高亮度環(huán)境下也能有出色的表現(xiàn)，能夠滿足大型場(chǎng)館等對(duì)亮度要求極高的顯示需求。

緊湊的芯片組設(shè)計(jì)

芯片組的緊湊設(shè)計(jì)，為小型化的顯示設(shè)備提供了可能，使得產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上更加靈活，能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

器件應(yīng)用

DLP781TE DMD 的應(yīng)用范圍廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：

大型場(chǎng)館投影儀

在大型場(chǎng)館中，需要高亮度、高分辨率的顯示效果來滿足觀眾的觀看需求。DLP781TE 的高亮度和高分辨率特性，能夠?yàn)榇笮蛨?chǎng)館提供清晰、明亮的圖像顯示。

智能投影儀

隨著智能設(shè)備的普及，智能投影儀的需求也越來越大。DLP781TE 的緊湊設(shè)計(jì)和高性能，使得智能投影儀能夠在保證體積小巧的同時(shí)，提供出色的顯示效果。

企業(yè)投影儀

在企業(yè)會(huì)議、培訓(xùn)等場(chǎng)景中，投影儀是必不可少的設(shè)備。DLP781TE 的高分辨率和高亮度，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供清晰、準(zhǔn)確的圖像顯示，提高會(huì)議和培訓(xùn)的效果。

數(shù)字標(biāo)牌

數(shù)字標(biāo)牌廣泛應(yīng)用于商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、車站等公共場(chǎng)所，需要高亮度、高分辨率的顯示效果來吸引人們的注意力。DLP781TE 的特性能夠滿足數(shù)字標(biāo)牌的需求，為公共場(chǎng)所提供生動(dòng)、清晰的信息展示。

器件規(guī)格

絕對(duì)最大額定值

器件的絕對(duì)最大額定值規(guī)定了其正常工作的電壓、溫度等范圍。例如，LVCMOS 核心邏輯的電源電壓 Vpp 范圍為 -0.5V 至 2.3V，LVDS 接口的電源電壓 VDoI 范圍同樣為 -0.5V 至 2.3V，微鏡電極和 HVCMOS 電壓 Vcc2 范圍為 -0.5V 至 11V 等。超出這些范圍可能會(huì)導(dǎo)致器件永久損壞。

存儲(chǔ)條件

器件的存儲(chǔ)溫度范圍為 -40°C 至 80°C，平均露點(diǎn)溫度（非冷凝）不超過 28°C，在特定的高露點(diǎn)溫度范圍（28°C 至 36°C）內(nèi)的累積時(shí)間不超過 24 個(gè)月。這些條件的限制是為了保證器件在存儲(chǔ)過程中的性能和可靠性。

ESD 額定值

該器件的靜電放電（ESD）額定值為人體模型（HBM）±2000V，帶電設(shè)備模型（CDM）±500V，MBRST 引腳的 ESD 額定值為人體模型（HBM）±150V。在使用和處理器件時(shí)，需要注意靜電防護(hù)，以避免 ESD 對(duì)器件造成損壞。

推薦工作條件

推薦工作條件規(guī)定了器件在正常工作時(shí)的最佳電壓、溫度等參數(shù)。例如，LVCMOS 核心邏輯的電源電壓 Vpo 推薦范圍為 1.65V 至 1.95V，LVDS 接口的電源電壓 VDDI 推薦范圍同樣為 1.65V 至 1.95V，微鏡電極和 HVCMOS 電壓 Vcc2 推薦范圍為 9.5V 至 10.5V 等。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要確保器件在推薦工作條件下工作，以保證其性能和可靠性。

詳細(xì)描述

功能框圖

DLP781TE DMD 由一個(gè)二維的 1 位 CMOS 存儲(chǔ)單元陣列組成，通過低電壓差分信號(hào)（LVDS）接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該器件的正或負(fù)偏轉(zhuǎn)角度可以通過改變底層 CMOS 尋址電路的地址電壓和微鏡復(fù)位信號(hào)（MBRST）來單獨(dú)控制。

特性描述

電源接口

器件需要兩個(gè)直流電壓：1.8V 的 VDD 和 VDDI 電源，以及 10V 的 VCC2 電源。在典型配置中，DLPA100 電源管理和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器會(huì)產(chǎn)生 3.3V 的電壓，并在 DMD 板上轉(zhuǎn)換為 1.8V 的電壓。DLPA300 微鏡驅(qū)動(dòng)器則會(huì)接收 12V 的電壓，并產(chǎn)生微鏡復(fù)位電壓。

時(shí)序

數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定了器件引腳的時(shí)序要求。在進(jìn)行輸出時(shí)序分析時(shí)，需要考慮測(cè)試儀引腳電子元件及其傳輸線效應(yīng)。TI 建議系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員使用 IBIS 或其他仿真工具來將時(shí)序參考負(fù)載與系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

器件功能模式

DMD 的功能模式由 DLPC4420 顯示控制器控制。具體的功能模式和操作方法可以參考 DLPC4420 顯示控制器的數(shù)據(jù)手冊(cè)或咨詢 TI 應(yīng)用工程師。

光學(xué)接口和系統(tǒng)圖像質(zhì)量考慮

數(shù)值孔徑和雜散光控制

TI 建議照明光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑所定義的光錐角度與投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑所定義的光錐角度相同。如果該角度超過了器件的標(biāo)稱微鏡傾斜角度，需要在照明和投影光瞳中添加適當(dāng)?shù)墓怅@，以阻擋來自 DMD 窗口、DMD 邊框結(jié)構(gòu)或其他系統(tǒng)表面的平態(tài)和雜散光。

光瞳匹配

TI 的光學(xué)和圖像質(zhì)量規(guī)格假設(shè)照明光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳在投影光學(xué)系統(tǒng)的入射光瞳的 2° 范圍內(nèi)居中。光瞳的不對(duì)準(zhǔn)可能會(huì)在顯示邊框和有效區(qū)域產(chǎn)生明顯的偽像，可能需要額外的系統(tǒng)光闌來進(jìn)行控制。

照明過填充

器件的有效區(qū)域被 DMD 窗口表面內(nèi)部的一個(gè)光闌所包圍，該光闌用于遮擋 DMD 芯片組件的結(jié)構(gòu)。照明過填充可能會(huì)在窗口光闌開口邊緣和其他表面異常處產(chǎn)生偽像。在設(shè)計(jì)照明光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，需要將窗口光闌上的光通量限制在有效區(qū)域平均光通量的 10% 以下。

應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

應(yīng)用信息

數(shù)字微鏡器件（DMD）是一種空間光調(diào)制器，可將來自照明源的入射光反射到兩個(gè)方向之一，主要方向是進(jìn)入投影或收集光學(xué)系統(tǒng)。DLP781TE DMD 的典型應(yīng)用包括智能投影儀、企業(yè)投影儀、大型場(chǎng)館投影儀和數(shù)字標(biāo)牌等。

典型應(yīng)用

DLP781TE DMD 與兩個(gè) DLPC4420 顯示控制器和電源管理設(shè)備相結(jié)合，可為明亮、多彩的顯示應(yīng)用提供 4K UHD 分辨率。典型的顯示系統(tǒng)使用 RGB 激光照明或激光熒光粉照明，結(jié)合 DLP781TE DMD、兩個(gè) DLPC4420 顯示控制器、DLPA300 微鏡驅(qū)動(dòng)器和 DLPA100 PMIC 和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

溫度傳感器二極管

DMD 內(nèi)置了一個(gè)熱二極管，可測(cè)量微鏡陣列外芯片一角的溫度。該熱二極管可以與 TMP411 溫度傳感器接口，軟件應(yīng)用程序包含配置 TMP411 以讀取 DLP781TE DMD 溫度傳感器二極管數(shù)據(jù)的功能。

電源供應(yīng)建議

DMD 電源供應(yīng)要求

器件的正常運(yùn)行需要 VDD、VDDI 和 VCC2 電源，同時(shí)必須連接 VSS。DMD 的上電和下電順序由 DLPC4420 顯示控制器嚴(yán)格控制。

DMD 電源供應(yīng)上電程序

在上電過程中，VDD 和 VDDI 必須先啟動(dòng)并穩(wěn)定，然后再施加 VCC2 電源。上電時(shí)的電源斜率是靈活的，但瞬態(tài)電壓水平必須符合絕對(duì)最大額定值和推薦工作條件的要求。在 VDD 和 VDDI 達(dá)到推薦工作條件中的工作電壓并穩(wěn)定之前，LVCMOS 輸入引腳不得驅(qū)動(dòng)為高電平。

DMD 電源供應(yīng)下電程序

在下電過程中，VDD 和 VDDI 必須保持供電，直到 VCC2 放電到接近地電平的指定范圍內(nèi)。下電時(shí)的電源斜率是靈活的，但瞬態(tài)電壓水平必須符合絕對(duì)最大額定值和推薦工作條件的要求。在 VCC2 放電到指定范圍內(nèi)之前，LVCMOS 輸入引腳的電壓必須低于推薦工作條件中的規(guī)定值。

布局

布局指南

DLP781TE DMD 是芯片組的一部分，由兩個(gè) DLPC4420 顯示控制器、DLP300 微鏡驅(qū)動(dòng)器和 DLPA100 電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制。設(shè)計(jì) PCB 板時(shí)，需要考慮高速數(shù)字邏輯的特點(diǎn)，采用 8 層堆疊結(jié)構(gòu)，目標(biāo)阻抗為 50Ω ±10%，LVDS 走線的差分阻抗為 100Ω ±10%。

布局示例

典型的布局示例包括通過蛇形線段匹配 LVDS 信號(hào)長度。層堆疊和每層的銅重量在表 7 - 1 中給出，同時(shí)需要滿足阻抗要求和走線寬度、間距的設(shè)計(jì)規(guī)則。

總結(jié)

DLP781TE 數(shù)字微鏡器件以其高分辨率、高光功率密度、緊湊設(shè)計(jì)等特性，為高亮度 4K UHD 固態(tài)照明顯示系統(tǒng)提供了優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，需要嚴(yán)格遵循其規(guī)格和要求，合理設(shè)計(jì)電路和布局，以確保器件的性能和可靠性。希望通過本文的介紹，能夠幫助電子工程師更好地了解和應(yīng)用 DLP781TE 器件。

如果你在使用 DLP781TE 器件的過程中遇到任何問題，或者有其他相關(guān)的技術(shù)問題，歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論。