Texas Instruments DLP651NE DLP® 1080p HSSI数字微镜器件 (DMD) 是一款数控微机电系统 (MEMS) 空间照明调制器 (SLM)，可实现高亮度1080p显示系统。Texas Instruments DLP产品0.65” 1080p芯片组由 DMD、 DLPC7540显示控制器以及DLPA100电源和电机驱动器组成。该芯片组外形紧凑，可为体型小巧的1080p显示提供完整的系统解决方案。DMD生态系统包含已确定的资源，有助于用户加快设计周期，其中包括可随时用于生产的光学模块、光学模块制造商和设计公司。

数据手册；*附件：Texas Instruments DLP651NE DLP® 1080p HSSI DMD数据手册.pdf

特性

• 0.65英寸对角微镜阵列
• 显示分辨率：1080p (1920×1080)
• 7.6µm微镜间距
• 微镜倾斜度：±12°（相对于平面）
• 角落照明
• 高速串行接口 (HSSI) 输入数据总线
• 支持1080p（全高清），频率高达240Hz

简化应用

德州仪器DLP651NE：赋能下一代高亮度1080p显示系统的核心引擎

引言

在追求高亮度、高对比度和鲜艳色彩的现代显示应用中（如激光电视、智能投影仪和企业级投影机），德州仪器的数字光处理技术始终处于领先地位。DLP651NE作为DLP产品家族中的一员，是一款0.65英寸的1080p全高清数字微镜器件，它以其卓越的光学性能、高可靠性和成熟的芯片组生态系统，成为紧凑型高性能显示系统的理想选择。

一、DLP651NE核心特性概览

1. 高分辨率微镜阵列

• 0.65英寸对角线 ，包含 1920 x 1080 (1080p) 个独立控制的铝制微镜。
• 7.6μm微镜间距 ，支持高像素密度和细腻的图像表现。
• ±12°微镜偏转角度 ，有效分离“开”（ON）和“关”（OFF）状态的光路，是实现高对比度的基础。

2. 高速串行接口

• 采用 高速串行接口（HSSI） ，数据速率高达 3.2 Gbps 。
• 支持 1080p分辨率下高达240Hz的刷新率 ，确保动态画面的流畅无拖影，非常适合快速运动的视频内容和高帧率应用。

3. 广泛的照明源支持

• 可与激光荧光体、LED、RGB激光和灯泡等多种照明源协同工作。
• 其高耐光性（可见光区域支持高达34.7 W/cm²的功率密度）为设计高亮度投影系统提供了坚实基础。

4. 完整的芯片组解决方案

DLP651NE并非孤立运行，它与以下关键芯片构成一个完整的、经过优化的系统解决方案：

• DLPC7530显示控制器 ：负责图像处理和数据传输的核心大脑。
• DLPA100电源管理和电机驱动器 ：为整个系统提供稳定的电源和色轮/荧光轮控制。
• TPS65145电源管理IC ：专门为DMD生成所需的精确偏置电压（VBIAS, VOFFSET, VRESET）。

这种高度集成的芯片组极大地简化了设计流程，缩短了产品上市时间。

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二、技术深度解析

1. 微镜工作原理：数字光开关

每个微镜本质上是一个微机电系统（MEMS） 光开关。其下方有一个CMOS存储单元，通过改变寻址电压和复位信号，可以控制微镜在两个稳定状态（+12°和-12°）之间快速切换。

• ON状态 ：微镜将入射光反射到投影镜头中，在屏幕上形成亮像素。
• OFF状态 ：微镜将光反射到光吸收器（光阱），在屏幕上形成暗像素。
• 通过脉冲宽度调制（PWM） 控制微镜在ON状态的停留时间，从而生成不同的灰度等级，实现丰富多彩的图像。

2. 关键设计考量：热管理与光学匹配

a) 微镜阵列温度计算

DMD的可靠性与其工作温度密切相关。由于微镜阵列温度无法直接测量，需通过封装上的测试点（TP1）温度进行计算：
T_ARRAY = T_CERAMIC + (Q_ARRAY × 0.6°C/W)
其中，总热负载Q_ARRAY包括电气功耗和吸收的光学功率。良好的散热设计对于将阵列温度维持在推荐范围（长期工作建议低于70°C）至关重要。

b) 光学系统匹配

为了获得最佳的图像质量（尤其是高对比度），光学设计必须遵循以下原则：

• 数值孔径匹配 ：照明光学与投影光学的数值孔径应一致，且不超过微镜的倾斜角，以避免杂散光。
• 光瞳对准 ：照明光瞳与投影光瞳需精确对准（偏差在2°以内）。
• 照明过填充控制 ：应严格控制照射到微镜阵列有效区域以外的光通量，以避免产生边缘眩光等不良 artifacts。

3. 严格的电源时序要求

DMD的可靠性和寿命依赖于 精确的电源上电/断电时序 。核心要求包括：

• VDD （1.8V核心逻辑电源）必须在高压偏置电源（VOFFSET, VBIAS, VRESET）之前稳定建立。
• VBIAS和VOFFSET之间的电压差必须在整个上电/断电过程中保持在规定限值内（如10.5V）。
• 这些时序由DLPC7530控制器严格管理，确保了操作的万无一失。

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三、典型应用场景

• 激光电视 ：利用激光荧光体光源，实现宽广色域和长寿命的高亮度大屏显示。
• 智能投影仪 ：紧凑的芯片组尺寸非常适合便携式和嵌入式智能投影设备。
• 企业级投影机 ：高刷新率和出色的图像稳定性，满足会议室、教育和商业展示的苛刻要求。

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四、PCB布局与信号完整性

由于涉及高速差分信号（HSSI），PCB设计是成功的关键：

• 阻抗控制 ：HSSI差分对要求严格的100Ω差分阻抗控制。
• 层叠设计 ：推荐使用10层板结构，并提供完整的接地和电源平面。
• 等长布线 ：数据线与时钟线之间、差分对内部都需要进行精确的 长度匹配 （如±0.25英寸），以消除时序偏差。
• 电源完整性 ：为VBIAS等高压电源创建小型平面，并使用宽走线、多过孔连接，以降低阻抗。