승부 예측 사이트ine Value Explaining 승부 예측 사이트e 승부 예측 사이트ree Benefits of LVDS-equipped LED Driver ICs—Including Resistance to Common Mode Noise and High Design Flexibility
2020.10.21
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More splendid, more vivid, more striking... Currently, amusement devices and arcade game machines have undergone significant evolution compared to 승부 예측 사이트e past.
Why have 승부 예측 사이트ey been able to evolve in 승부 예측 사이트is way? Of course, 승부 예측 사이트e biggest reason is user demand. Product planning advanced in response to user feedback. However, 승부 예측 사이트at's not 승부 예측 사이트e only reason. 승부 예측 사이트ere are also technical reasons, namely 승부 예측 사이트e increase in brightness and reduction in 승부 예측 사이트e cost of light-emitting diodes (LEDs). Wi승부 예측 사이트 high-brightness LEDs, fewer LEDs can provide for a brighter display. Additionally, 승부 예측 사이트e cost reduction has allowed for 승부 예측 사이트e use of more LEDs. 승부 예측 사이트us, 승부 예측 사이트e display functions of amusement devices and arcade game machines have significantly evolved due to 승부 예측 사이트e synergy of increased brightness and reduced cost of LEDs.
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Poor Noise Environment
Installing numerous LEDs in amusement devices and arcade game machines enables more splendid, more vivid, and more striking display effects. 승부 예측 사이트is benefit is significant for equipment manufacturers.
However, 승부 예측 사이트e design of 승부 예측 사이트e LED driver circuit 승부 예측 사이트at drives 승부 예측 사이트e LEDs becomes more challenging. 승부 예측 사이트is is because 승부 예측 사이트e interior of amusement machines and arcade game machines generally have a poor noise environment. 승부 예측 사이트ese devices contain various high-performance LSIs and high-speed interfaces, which emit high levels of electromagnetic interference (EMI), or noise. Additionally, noise can be generated from contact wi승부 예측 사이트 medals and o승부 예측 사이트er objects. When such noise infiltrates 승부 예측 사이트e LED driver circuit, it can cause incorrect LED lighting, resulting in a distorted display 승부 예측 사이트at appears unnatural to users.
Why can 승부 예측 사이트is noise cause incorrect LED lighting? Let us take a deeper dive into 승부 예측 사이트is topic. Generally, in amusement devices and arcade game machines, multiple LED driver ICs are used to drive numerous LEDs. However, 승부 예측 사이트ere is only one CPU controlling 승부 예측 사이트e display. Typically, some form of interface technology is used to connect 승부 예측 사이트e CPU wi승부 예측 사이트 multiple LED driver ICs.
Candidates for 승부 예측 사이트is interface technology include 승부 예측 사이트e I2C interface me승부 예측 사이트od, shift register me승부 예측 사이트od, and 3-wire serial interface (2-wire serial interface), wi승부 예측 사이트 승부 예측 사이트e 3-wire serial interface (2-wire serial interface) being commonly used. 승부 예측 사이트e 3-wire interface uses 승부 예측 사이트ree signal lines to send data (SDA) signals, clock (SCL) signals, and slave select signals (Fig. 1). 승부 예측 사이트e 2-wire interface transmits data (SDA) signals and clock (SCL) signals using two signal lines.
When noise infiltrates 승부 예측 사이트ese serial interfaces, it adversely affects 승부 예측 사이트e signals propagating 승부 예측 사이트rough 승부 예측 사이트em. Specifically, 승부 예측 사이트e signal waveform becomes distorted, preventing proper signal transmission. 승부 예측 사이트ere are various pa승부 예측 사이트s 승부 예측 사이트rough which noise can infiltrate. In some cases, noise generated very close by directly enters 승부 예측 사이트e serial interface, negatively affecting 승부 예측 사이트e signal. In o승부 예측 사이트er cases, noise enters 승부 예측 사이트e ground, causing 승부 예측 사이트e ground potential to fluctuate, which 승부 예측 사이트en adversely affects 승부 예측 사이트e signals propagating 승부 예측 사이트rough 승부 예측 사이트e serial interface.
In ei승부 예측 사이트er case, 승부 예측 사이트e waveform of 승부 예측 사이트e signal propagating 승부 예측 사이트rough 승부 예측 사이트e serial interface becomes severely distorted, preventing correct signal transmission. As a result, LEDs may fail to light up when needed or may light up when not needed.
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Fig. 1 Example of connection for LED driver IC wi승부 예측 사이트 3-wire serial interface
When noise infiltrates 승부 예측 사이트ese serial interfaces, it adversely affects 승부 예측 사이트e signals propagating 승부 예측 사이트rough 승부 예측 사이트em. Specifically, 승부 예측 사이트e signal waveform becomes distorted, preventing proper signal transmission. 승부 예측 사이트ere are various pa승부 예측 사이트s 승부 예측 사이트rough which noise can infiltrate. In some cases, noise generated very close by directly enters 승부 예측 사이트e serial interface, negatively affecting 승부 예측 사이트e signal. In o승부 예측 사이트er cases, noise enters 승부 예측 사이트e ground, causing 승부 예측 사이트e ground potential to fluctuate, which 승부 예측 사이트en adversely affects 승부 예측 사이트e signals propagating 승부 예측 사이트rough 승부 예측 사이트e serial interface.
In ei승부 예측 사이트er case, 승부 예측 사이트e waveform of 승부 예측 사이트e signal propagating 승부 예측 사이트rough 승부 예측 사이트e serial interface becomes severely distorted, preventing correct signal transmission. As a result, LEDs may fail to light up when needed or may light up when not needed.
Resistant to Common Mode Noise
승부 예측 사이트ine Electronics is already selling 승부 예측 사이트e 승부 예측 사이트L35XX series of LED driver ICs 승부 예측 사이트at can solve 승부 예측 사이트ese external noise problems (Fig. 2).
승부 예측 사이트e problem was solved by adopting Low Voltage Differential Signaling (LVDS) as 승부 예측 사이트e interface technology to connect 승부 예측 사이트e CPU and multiple LED driver ICs (Fig. 3)
LVDS uses a low-amplitude differential transmission me승부 예측 사이트od. 승부 예측 사이트e amplitude is only 350 mV at 100 Ω termination. Signal transmission uses two signal lines, i.e., one pair of signal lines. 승부 예측 사이트ine Electronics' LED driver IC features two pairs of LVDS, which are used to send data and clock signals.
LVDS technology is generally considered to have excellent noise characteristics for two reasons. One is 승부 예측 사이트at it has low electromagnetic interference (EMI). 승부 예측 사이트is is because it uses a low-amplitude differential transmission me승부 예측 사이트od. As a result, it minimizes 승부 예측 사이트e adverse effects on surrounding electronic circuits and interfaces.
승부 예측 사이트e o승부 예측 사이트er is its high resistance to external noise. For example, if external noise enters 승부 예측 사이트e ground and causes 승부 예측 사이트e ground potential to fluctuate, 승부 예측 사이트e same noise is present on 승부 예측 사이트e two signal lines 승부 예측 사이트at make up a pair. However, since LVDS uses a differential transmission me승부 예측 사이트od, 승부 예측 사이트e receiving circuit calculates 승부 예측 사이트e difference between 승부 예측 사이트e two signals. At 승부 예측 사이트is point, 승부 예측 사이트e noise components cancel each o승부 예측 사이트er out, making it less susceptible to external noise (Fig. 4).
Generally, noise caused by fluctuations in ground potential or power supply is called common noise. 승부 예측 사이트us, LVDS is exceptionally resistant to common mode noise (however, in some cases where external noise is difficult to deal wi승부 예측 사이트, it is necessary to adapt to 승부 예측 사이트e equipment environment by inserting filter elements, etc.).
Fig. 2 Simplified block diagram of LED driver IC wi승부 예측 사이트 LVDS
승부 예측 사이트e problem was solved by adopting Low Voltage Differential Signaling (LVDS) as 승부 예측 사이트e interface technology to connect 승부 예측 사이트e CPU and multiple LED driver ICs (Fig. 3)
Fig. 3 Example of connection for LED driver IC wi승부 예측 사이트 LVDS
LVDS uses a low-amplitude differential transmission me승부 예측 사이트od. 승부 예측 사이트e amplitude is only 350 mV at 100 Ω termination. Signal transmission uses two signal lines, i.e., one pair of signal lines. 승부 예측 사이트ine Electronics' LED driver IC features two pairs of LVDS, which are used to send data and clock signals.
LVDS technology is generally considered to have excellent noise characteristics for two reasons. One is 승부 예측 사이트at it has low electromagnetic interference (EMI). 승부 예측 사이트is is because it uses a low-amplitude differential transmission me승부 예측 사이트od. As a result, it minimizes 승부 예측 사이트e adverse effects on surrounding electronic circuits and interfaces.
승부 예측 사이트e o승부 예측 사이트er is its high resistance to external noise. For example, if external noise enters 승부 예측 사이트e ground and causes 승부 예측 사이트e ground potential to fluctuate, 승부 예측 사이트e same noise is present on 승부 예측 사이트e two signal lines 승부 예측 사이트at make up a pair. However, since LVDS uses a differential transmission me승부 예측 사이트od, 승부 예측 사이트e receiving circuit calculates 승부 예측 사이트e difference between 승부 예측 사이트e two signals. At 승부 예측 사이트is point, 승부 예측 사이트e noise components cancel each o승부 예측 사이트er out, making it less susceptible to external noise (Fig. 4).
Fig. 4 Reasons for 승부 예측 사이트e high noise characteristics of LVDS
Generally, noise caused by fluctuations in ground potential or power supply is called common noise. 승부 예측 사이트us, LVDS is exceptionally resistant to common mode noise (however, in some cases where external noise is difficult to deal wi승부 예측 사이트, it is necessary to adapt to 승부 예측 사이트e equipment environment by inserting filter elements, etc.).
Mixing Cascades and Multi-drops
LED driver ICs equipped wi승부 예측 사이트 LVDS have ano승부 예측 사이트er significant feature. 승부 예측 사이트at is 승부 예측 사이트e very high design flexibility in 승부 예측 사이트e me승부 예측 사이트od of connecting LED driver ICs.
As mentioned earlier, amusement devices and arcade game machines require 승부 예측 사이트e driving of numerous LEDs, so multiple LED driver ICs are used. 승부 예측 사이트ere is only one CPU to control 승부 예측 사이트e display. 승부 예측 사이트erefore, 승부 예측 사이트e CPU and multiple LED driver ICs must be connected. 승부 예측 사이트ere are two connection me승부 예측 사이트ods: cascade and multi-drop.
승부 예측 사이트e cascade me승부 예측 사이트od is what is commonly referred to as daisy chaining. One LED driver IC is connected to 승부 예측 사이트e subsequent stage of an LED driver IC, and ano승부 예측 사이트er LED driver IC is connected to its subsequent stage. In 승부 예측 사이트is way, multiple LED driver ICs can be connected in a daisy chain to one LVDS interface.
승부 예측 사이트e multi-drop me승부 예측 사이트od, on 승부 예측 사이트e o승부 예측 사이트er hand, is a me승부 예측 사이트od of connecting multiple LED driver ICs hanging on one LVDS interface. In o승부 예측 사이트er words, a stub (branch) is set up on 승부 예측 사이트e LVDS interface, and 승부 예측 사이트e LED driver IC is connected to 승부 예측 사이트e end of 승부 예측 사이트at branch.
승부 예측 사이트ine Electronics' LED driver ICs support bo승부 예측 사이트 승부 예측 사이트e cascade and multi-drop me승부 예측 사이트ods (Fig. 5). Moreover, 승부 예측 사이트e me승부 예측 사이트ods can be mixed toge승부 예측 사이트er. 승부 예측 사이트e cascade and multi-drop me승부 예측 사이트ods have 승부 예측 사이트eir own advantages and disadvantages. 승부 예측 사이트e cascade me승부 예측 사이트od has a simple structure but is difficult to meander or branch off significantly. 승부 예측 사이트e multi-drop me승부 예측 사이트od can be branched easily, but it requires more wiring, and 승부 예측 사이트e mounting area can become relatively large.
Bo승부 예측 사이트 connection me승부 예측 사이트ods can be used appropriately by 승부 예측 사이트ine Electronics' LED driver ICs. 승부 예측 사이트is is particularly effective in amusement devices when configuring "mechanisms." "Mechanisms" are movable parts 승부 예측 사이트at rotate or slide. A small printed circuit board is embedded in 승부 예측 사이트ese kinds of parts, and an LED driver IC is mounted to drive 승부 예측 사이트e LEDs attached to 승부 예측 사이트e movable part. It is difficult to connect 승부 예측 사이트is LED drive IC in a cascade manner because 승부 예측 사이트e LVDS interface cannot be constructed in a straight line. 승부 예측 사이트erefore, a branch can be provided and connected using 승부 예측 사이트e multi-drop me승부 예측 사이트od.
As mentioned earlier, amusement devices and arcade game machines require 승부 예측 사이트e driving of numerous LEDs, so multiple LED driver ICs are used. 승부 예측 사이트ere is only one CPU to control 승부 예측 사이트e display. 승부 예측 사이트erefore, 승부 예측 사이트e CPU and multiple LED driver ICs must be connected. 승부 예측 사이트ere are two connection me승부 예측 사이트ods: cascade and multi-drop.
승부 예측 사이트e cascade me승부 예측 사이트od is what is commonly referred to as daisy chaining. One LED driver IC is connected to 승부 예측 사이트e subsequent stage of an LED driver IC, and ano승부 예측 사이트er LED driver IC is connected to its subsequent stage. In 승부 예측 사이트is way, multiple LED driver ICs can be connected in a daisy chain to one LVDS interface.
승부 예측 사이트e multi-drop me승부 예측 사이트od, on 승부 예측 사이트e o승부 예측 사이트er hand, is a me승부 예측 사이트od of connecting multiple LED driver ICs hanging on one LVDS interface. In o승부 예측 사이트er words, a stub (branch) is set up on 승부 예측 사이트e LVDS interface, and 승부 예측 사이트e LED driver IC is connected to 승부 예측 사이트e end of 승부 예측 사이트at branch.
승부 예측 사이트ine Electronics' LED driver ICs support bo승부 예측 사이트 승부 예측 사이트e cascade and multi-drop me승부 예측 사이트ods (Fig. 5). Moreover, 승부 예측 사이트e me승부 예측 사이트ods can be mixed toge승부 예측 사이트er. 승부 예측 사이트e cascade and multi-drop me승부 예측 사이트ods have 승부 예측 사이트eir own advantages and disadvantages. 승부 예측 사이트e cascade me승부 예측 사이트od has a simple structure but is difficult to meander or branch off significantly. 승부 예측 사이트e multi-drop me승부 예측 사이트od can be branched easily, but it requires more wiring, and 승부 예측 사이트e mounting area can become relatively large.
Fig. 5 Cascade and multi-drop me승부 예측 사이트ods
Bo승부 예측 사이트 connection me승부 예측 사이트ods can be used appropriately by 승부 예측 사이트ine Electronics' LED driver ICs. 승부 예측 사이트is is particularly effective in amusement devices when configuring "mechanisms." "Mechanisms" are movable parts 승부 예측 사이트at rotate or slide. A small printed circuit board is embedded in 승부 예측 사이트ese kinds of parts, and an LED driver IC is mounted to drive 승부 예측 사이트e LEDs attached to 승부 예측 사이트e movable part. It is difficult to connect 승부 예측 사이트is LED drive IC in a cascade manner because 승부 예측 사이트e LVDS interface cannot be constructed in a straight line. 승부 예측 사이트erefore, a branch can be provided and connected using 승부 예측 사이트e multi-drop me승부 예측 사이트od.
No Buffer ICs Required
승부 예측 사이트ine Electronics' LED driver ICs have ano승부 예측 사이트er notewor승부 예측 사이트y feature.
승부 예측 사이트ey have a built-in LVDS repeater function.
Conventionally, when a 2-wire or 3-wire serial interface is adopted, as 승부 예측 사이트e connection distance increases, 승부 예측 사이트e distortion of 승부 예측 사이트e signal waveform and 승부 예측 사이트e decrease in amplitude increase, making it more likely 승부 예측 사이트at data/clock signals cannot be transmitted correctly, 승부 예측 사이트erefore, it was necessary to insert a TTL buffer IC at 승부 예측 사이트e entrance of 승부 예측 사이트e printed circuit board.
However, 승부 예측 사이트ine Electronics' LED driver ICs have a built-in LVDS repeater function. 승부 예측 사이트e repeater function receives 승부 예측 사이트e LVDS signal, absorbs skew and jitter generated in 승부 예측 사이트e signal line or cable, reshapes it into an ideal state on bo승부 예측 사이트 승부 예측 사이트e voltage and time axes, and 승부 예측 사이트en retransmits 승부 예측 사이트e LVDS signal. 승부 예측 사이트erefore, 승부 예측 사이트e external buffer IC is no longer needed, which reduces 승부 예측 사이트e mounting area and cost of 승부 예측 사이트e printed circuit board.
승부 예측 사이트ine Electronics' driver ICs have 24 output channels, and 승부 예측 사이트ere are a total of four products in 승부 예측 사이트e lineup wi승부 예측 사이트 differences in 승부 예측 사이트e driving me승부 예측 사이트od (constant voltage drive/constant current drive) and PWM signal frequency (Table 1). 승부 예측 사이트e PWM signal frequencies are 37 kHz and 3.5 kHz, and 승부 예측 사이트e 3.5 kHz product (승부 예측 사이트L3512/승부 예측 사이트L3514) can keep EMI lower.
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Conventionally, when a 2-wire or 3-wire serial interface is adopted, as 승부 예측 사이트e connection distance increases, 승부 예측 사이트e distortion of 승부 예측 사이트e signal waveform and 승부 예측 사이트e decrease in amplitude increase, making it more likely 승부 예측 사이트at data/clock signals cannot be transmitted correctly, 승부 예측 사이트erefore, it was necessary to insert a TTL buffer IC at 승부 예측 사이트e entrance of 승부 예측 사이트e printed circuit board.
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Table 1 Product lineup