探索 DLP670RE：0.67 英寸 WUXGA DMD 的卓越性能与应用潜力

引言

在显示技术的不断演进中，数字微镜器件（DMD）凭借其独特的优势逐渐成为众多显示应用的核心组件。TI 的 DLP670RE 0.67 英寸 WUXGA DMD 就是其中的佼佼者，它为企业投影仪、教育投影仪、数字标牌等众多领域带来了高清、明亮且经济实惠的显示解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款 DMD 的特性、应用及相关设计要点。

文件下载：dlp670re.pdf

DLP670RE 概述

关键特性

DLP670RE 具有一系列令人瞩目的特性，使其在显示市场中脱颖而出。它采用 0.67 英寸微镜阵列对角线，拥有 WUXGA（1920 × 1200）的高分辨率，微镜间距为 7.56 微米，微镜倾斜角为±12°（相对于平面状态），还具备角落照明功能。其输入数据总线为 2xLVDS，芯片组包括 DLP670RE DMD、DLPC4430 控制器以及 DLPA100 控制器电源管理和电机驱动器 IC。

应用领域

该器件的应用范围十分广泛，适用于企业投影仪、教育投影仪、智能显示屏、数字标牌等领域。大尺寸微镜阵列和陶瓷封装为其在明亮显示应用中提供了出色的热性能，能够满足不同场景下的显示需求。

引脚配置与功能

引脚功能详解

DLP670RE 的引脚功能丰富且复杂，主要包括数据总线（A、B）、串行控制、时钟、串行通信端口（SCP）、微镜复位控制、使能和中断、稳压器监控等。其中，数据总线采用 DDR 差分信号，包含正负数据引脚，用于传输高速数据；串行控制和时钟引脚则为器件的时序控制提供支持；SCP 端口用于串行通信，实现对器件的配置和监控；微镜复位控制引脚可对微镜进行复位操作，确保其正常工作。

电源引脚功能

运行 DMD 需要 VCC、VCCI、VOFFSET、VBIAS 和 VRESET 等电源，同时必须连接 VSS。不同的电源引脚具有不同的功能，例如 VBIAS 为微镜复位信号正偏置电平提供电源电压，VOFFSET 为微镜地址电极阶跃高电压提供电源电压等。这些电源的正确配置和供电顺序对于 DMD 的可靠运行至关重要。

规格参数

绝对最大额定值

在自然通风条件下的工作温度范围内，超出绝对最大额定值运行可能会对器件造成损坏。例如，VCC 和 VCCI 的电源电压范围为 -0.5V 至 4V，VOFFSET 为 -0.5V 至 9V，VBIAS 为 -0.5V 至 17V，VRESET 为 -11V 至 0.5V 等。同时，对输入电压、时钟频率、环境温度等也有相应的限制。

存储条件

DMD 的贮存温度范围为 -40°C 至 80°C，平均露点温度（非冷凝）应不超过 28°C，高露点温度范围（非冷凝）为 28°C 至 36°C，且在该范围内的累积时间不得超过 24 个月。

ESD 等级

该器件的静电放电（ESD）人体放电模型（HBM）符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS - 001 标准，等级为 +2000V。这意味着在使用和处理过程中，需要采取适当的防静电措施，以避免器件受到静电损坏。

建议的工作条件

为了实现器件的最佳性能，建议在特定的工作条件下运行。例如，LVDS 接口的时钟频率应在 400MHz 至 430MHz 之间，输入差分电压（绝对值）为 200mV 至 600mV 等。同时，对环境温度、照明强度等也有相应的要求。

热性能信息

DLP670RE 的有源阵列至测试点 1（TP1）的热阻为 0.50°C/W。该器件通过封装背面将热量传导至散热器，因此散热器和冷却系统必须能够将封装保持在建议运行条件中指定的温度范围内，以确保器件的可靠性。

电气特性

在自然通风条件下的工作温度范围内，该器件具有特定的电气特性。例如，高电平输出电压（VoH）在 VCC = 3V，IoH = -20mA 时为 2.4V，低电平输出电压（VoL）在 VCC = 3.45V，IoL = 15mA 时不超过 0.4V 等。

时序要求

在建议运行条件下，对 SCP 接口和 LVDS 接口的上升时间、下降时间、时钟周期、建立时间、保持时间和偏斜时间等都有严格的要求。例如，LVDS 接口的上升时间和下降时间为 100ps 至 400ps，时钟脉冲持续时间为 1.19ns 至 1.25ns 等。

详细说明

概述

DLP670RE 是一款电输入、光输出的微机电系统（MEMS）空间光调制器。它由 1 位 CMOS 存储单元的二维阵列组成，通过改变底层 CMOS 寻址电路的地址电压和微镜复位信号（MBRST），可以单独控制微镜的正偏转角或负偏转角，从而实现对入射光的调制。

功能方框图

进入 DMD 的主 LVDS 线路通过通道 A 和 B 进行连接，而这些线路来自 DLPC4430 的通道 C 和 D。通过功能方框图，我们可以清晰地了解器件内部的信号传输和处理路径。

特性说明

电源接口

DMD 需要四个直流电压输入信号，即 DMD_P3P3V、VOFFSET、VRESET 和 VBIAS。其中，DMD_P3P3V 信号由 DLPA100 器件的电源和电机驱动器创建，用于为各种外设供电；其他信号由 TI PMIC TPS65145 器件创建，用于控制微镜。

时序

在分析输出时序时，必须考虑测试仪引脚电子元件及其传输线路影响。TI 建议系统设计人员使用 IBIS 或其他仿真工具将时序基准负载与系统环境相关联，以确保器件在不同系统中的稳定运行。

器件功能模式

DMD 的功能模式由 DLPC4430 数字显示控制器控制。如果您需要了解更多详细信息，可以联系 TI 应用工程师。

光学接口和系统图像质量注意事项

为了实现所需的终端设备光学性能，需要在众多元件和系统设计参数之间进行权衡。例如，在数字光圈和杂散光控制方面，照明和投影光学元件的数值孔径所定义的角度不应超过标称器件微镜倾斜角，否则可能会出现不良伪影；光瞳匹配要求照明光学元件的出射光瞳标称中心位于投影光学元件的入射光瞳的 2° 范围内；照明溢出应控制在有源区域中平均通量水平的约 10% 以下。

微镜阵列温度计算

微镜阵列温度无法直接测量，需要根据封装外部的测量点、封装热阻、电功率和照明热负荷进行分析计算。计算公式为：$T{ARRAY }=T{CERAMIC }+(Q{ARRAY } × R{ARRAY - TO - CERAMIC })$，其中 $Q{ARRAY }=Q{ELECTRICAL }+Q_{ILLUMINATION }$。通过该公式，我们可以准确估算微镜阵列的温度，确保器件在合适的温度环境下工作。

微镜着陆开或着陆关占空比

定义

微镜着陆开或着陆关占空比表示单个微镜着陆于打开状态的时长（百分比）与同一微镜着陆于关闭状态的时长之比。例如，100/0 表示像素在 100% 的时间内处于打开状态，0/100 表示像素在 100% 的时间内处于关闭状态。

与使用寿命的关系

使所有（或部分）DMD 微镜阵列长时间处于非对称着陆占空比会缩短 DMD 的使用寿命。当 DMD 中的每个单独微镜的占空比接近 50/50 时，DMD 微镜的使用寿命将达到最大。

与运行温度的关系

DMD 工作时的温度和着陆占空比相互作用，影响 DMD 的使用寿命。通过图 6 - 1 所示的降额曲线，可以量化这种相互作用，从而确定给定长期平均着陆占空比下的最高 DMD 工作温度。

估算方法

在给定的时间段内，给定像素的着陆占空比取决于该像素显示的图像内容。可以通过考虑每种构成原色的颜色强度和颜色周期时间，使用相应的公式来计算着陆占空比。

应用和实施

应用信息

TI 的 DLP 技术利用数字微镜器件（DMD）来调制光，DLP670RE 凭借其大尺寸微镜阵列和陶瓷封装，为明亮显示应用提供了出色的热性能。其典型应用包括家庭影院、数字标牌、交互式显示器、低延迟游戏显示器、便携式智能显示器等。

典型应用

设计要求

DLP670RE 投影系统使用的芯片组包括 DLP670RE、DLPC4430 和 DLPA100。DLP670RE 作为核心成像器件，DLPC4430 作为数字接口，DLPA100 提供电源管理。显示系统还包括光源、照明和投影光学元件的光学引擎、其他电气元件和机械部件以及软件。光源选项包括灯、LED、激光或激光荧光，不同的光源会影响整个系统的设计和尺寸。

详细设计过程

为了确保可靠运行，DLP670RE DMD 必须始终与 DLPC4430 显示控制器和 DLPA100 PMIC 驱动器配合使用。完整的 DLP 系统需要包含 DLP670RE DMD、相关光源、光学元件和必要机械部件的光学模块或光引擎。

电源要求

DMD 电源要求

运行 DMD 需要 VCC、VCCI、VOFFSET、VBIAS 和 VRESET 等电源，同时必须连接 VSS。DMD 的上电和下电时序由 DLPC4430 器件严格控制，必须遵循规定的电源时序要求，否则可能会影响器件的可靠性。

DMD 电源上电程序

在上电期间，VCC 和 VCCI 必须在施加 VOFFSET、VBIAS 和 VRESET 电压之前启动并稳定，且 VBIAS 和 VOFFSET 之间的变化必须处于建议运行条件中指定的限值内。上电期间的电源压摆率要符合相关要求，只有在 VCC 和 VCCI 稳定后 LVCMOS 输入引脚才能被驱动为高电平。

DMD 电源断电过程

在断电期间，必须提供 VCC 和 VCCI，直到 VBIAS、VRESET 和 VOFFSET 放电至指定的接地限制范围内。同样，VBIAS 和 VOFFSET 之间的变化要符合要求，断电期间的电源压摆率也要满足相关条件，LVCMOS 输入引脚电压必须小于建议运行条件中指定的值。

器件文档支持

第三方产品免责声明

TI 发布的与第三方产品或服务有关的信息，不构成对这些产品或服务的认可，用户需要自行评估其适用性。

器件支持

包括器件命名规则和器件标识。器件标识包含可读信息和二维矩阵码，其中二维矩阵码包含 DMD 器件型号以及序列号的相关信息。

文档支持

相关文档包括 TPS65145、DLPA100、DMD101 等，这些文档提供了关于使用 DLP670RE 器件的更多信息。

接收文档更新通知

用户可以导航至 ti.com.cn 上的器件产品文件夹，点击右上角的“提醒我”进行注册，每周接收产品信息更改摘要。

支持资源

TI E2E™ 支持论坛是工程师获取快速、经过验证的解答和设计帮助的重要途径。

商标和静电放电警告

TI E2E™ 和 DLP® 是德州仪器的商标。静电放电会损坏集成电路，因此在处理和安装过程中需要采取适当的预防措施。

术语表

TI 术语表列出并解释了相关术语、首字母缩略词和定义，有助于用户更好地理解文档内容。

机械、封装和可订购信息

文档提供了 DLP670RE 的机械、封装和订购信息，包括可订购的部件编号、状态、材料类型、封装、引脚数量、包装数量、RoHS 合规性、引脚镀层/球材料、MSL 评级/峰值回流温度、工作温度范围和部件标记等。这些信息是指定器件可用的最新数据，如有变更，恕不另行通知。

总结

DLP670RE 0.67 英寸 WUXGA DMD 以其高分辨率、出色的热性能和丰富的功能，为显示应用领域带来了新的解决方案。在设计和使用过程中，工程师需要充分了解其引脚配置、规格参数、详细说明、应用要求和电源要求等方面的内容，严格遵循相关的设计和操作规范，以确保器件的可靠运行和系统的最佳性能。同时，合理考虑微镜着陆占空比和温度等因素，有助于延长器件的使用寿命。希望本文能为电子工程师在使用 DLP670RE 进行设计时提供有价值的参考。你在实际应用中是否遇到过类似 DMD 的设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。