LED顯示屏低灰信號(hào)起輝條件合理性探討
上傳人:任興業(yè) 上傳時(shí)間: 2011-08-08 瀏覽次數(shù): 170 |
常用灰度實(shí)現(xiàn)方式采用占空比方式,比方說(shuō)實(shí)現(xiàn)28即256級(jí)灰度的方法如下:各個(gè)段的時(shí)間長(zhǎng)度按照1:2:4:8:16:32:64:128來(lái)安排。要顯示某級(jí)灰度的數(shù)據(jù),只需要在相應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)點(diǎn)亮LED,如 22級(jí)灰度即可在第2,3,5時(shí)間段點(diǎn)亮LED,連續(xù)掃描后即可得到穩(wěn)定的帶灰度的圖象。對(duì)于4掃的控制電路,將每楨時(shí)間分為4段,每段時(shí)間內(nèi)掃描屏體的一線。每段時(shí)間內(nèi)再將LED點(diǎn)亮?xí)r間按照1:2:4:8:16:32:64:128來(lái)安排,在每線過(guò)程中一次將所有灰度掃完再掃下一線。
假如楨頻是F,一個(gè)n位二進(jìn)制數(shù)D=[D0, D1,…Dn-1,]表示顯示灰度,那么對(duì)同一個(gè)像素點(diǎn)可以通過(guò)n場(chǎng)分別以D0, D1,…Dn-1,對(duì)應(yīng)的占空比D0/20, D1/21,…Dn-1/2n-1循環(huán)顯示(如圖三所示), 那么最小的時(shí)間周期與楨頻的關(guān)系是:TC*4<1/F,其中TC=(∑2i+n-m)*T,i從0到m-1,n≥m 。各個(gè)控制器廠家的編碼略有不同,但基本上遵行上述規(guī)律。
為了滿足顯示的效果,4段掃完的總時(shí)間不能大于18ms。這就要求最小灰度級(jí)的導(dǎo)通時(shí)間Ton,必須足夠小。隨著LED顯示屏的灰度級(jí)數(shù)設(shè)置得越高,Ton就變得更小了。最新的高速數(shù)字電路的處理速度完全能夠滿足16BIT灰度級(jí)數(shù)的信號(hào)編碼處理能力。但是目前決大多數(shù)的模塊信號(hào)傳輸帶寬,恒流驅(qū)動(dòng)芯片傳輸帶寬卻是滿足不了這么快的信號(hào)速度。傳統(tǒng)恒流芯片的帶寬和傳統(tǒng)LED模塊信號(hào)傳輸路徑帶寬已經(jīng)成為L(zhǎng)ED顯示屏高灰度顯示的技術(shù)瓶頸。當(dāng)然對(duì)于實(shí)際的低灰度信號(hào)的起輝效果變得也更加惡劣,基本上是亮度成隨機(jī)不一致性分布。
LED恒流IC的信號(hào)驅(qū)動(dòng)特性
如圖三,每一個(gè)LED單管都是獨(dú)立可控的,當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電流從行電源,經(jīng)LED,開關(guān)到地,從而點(diǎn)亮;開關(guān)斷開時(shí),LED熄滅。LED陣列就是由相應(yīng)的開關(guān)陣列(控制器+恒流芯片)控制,控制信號(hào)由LED圖像(視頻)控制系統(tǒng)邏輯產(chǎn)生。控制邏輯依據(jù)結(jié)構(gòu)定義信號(hào)的意義,獨(dú)立控制各個(gè)LED。開關(guān)陣列可以采用各種形式,一般用電子開關(guān)(恒流驅(qū)動(dòng)IC),甚至可以是控制邏輯中的一部分。串行邏輯不但接口簡(jiǎn)單,而且容易級(jí)聯(lián)(SDI和SDO),組成更大的陣列,所以使用更為廣泛。驅(qū)動(dòng)模塊的恒流芯片采用串行方式,內(nèi)部設(shè)置串行、并行兩組寄存器,通過(guò)時(shí)鐘SCLK將數(shù)據(jù)串行輸入模塊,通過(guò)鎖存信號(hào)LAT將串行數(shù)據(jù)存入并行寄存器,同時(shí)通過(guò)OE使能信號(hào)驅(qū)動(dòng)更新屏體顯示。

圖三 LED顯示屏動(dòng)態(tài)1/4掃恒流驅(qū)動(dòng)通道電流和電壓示意拓?fù)鋱D

圖四 LED顯示屏動(dòng)態(tài)恒流驅(qū)動(dòng)時(shí)序示意拓?fù)鋱D
傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中,如圖四所示的OE信號(hào)是一個(gè)受灰度調(diào)制的脈寬信號(hào),當(dāng)?shù)突叶刃盘?hào)時(shí),這個(gè)脈寬信號(hào)的寬度非常窄。尤其是在高灰度級(jí)編碼的情況之下,這個(gè)脈寬寬度將更窄。而這個(gè)窄信號(hào)的驅(qū)動(dòng)將使開啟恒流芯片的輸出通道的時(shí)間也是非常窄。在高灰度級(jí)編碼情況之下,低灰度信號(hào)驅(qū)動(dòng)的直接效果是將不足以驅(qū)動(dòng)LED 點(diǎn)亮。
尤其是恒流芯片本身的開啟能力(響應(yīng)時(shí)間)將直接影響低灰度的顯示效果。譬如,TI的TLC5928的OE最小有效寬度是20ns,這種開啟能力將有助于低灰度起輝顯示的功能。相反,如果OE的最小有效寬度不能做小(受芯片本身的響應(yīng)能力影響),必使LED的低灰度起輝效果變得更差。
LED燈管
LED燈管跟普通的二極管一樣具有的開關(guān)特性,如圖五所示。(1)是一種理想的加載到二極管的正向和反向電壓示意圖;(2)是當(dāng)二極管從加載正向電壓到加載反向電壓時(shí),反向電流恢復(fù)變化的曲線示意圖;(3)是正向和電壓向反向電壓過(guò)渡的曲線示意圖。

圖五 二極管的開關(guān)特性示意圖
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