《電子技術(shù)應(yīng)用》
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LED掃描顯示屏拖尾解決方案
摘要: 隨著LED的亮度不斷提高以及尺寸越來越小,,更多的LED顯示屏進入室內(nèi)將是一種趨勢,。然而,由于LED亮度及像素密度的提高給LED屏的控制及驅(qū)動也帶來新的更高的要求
關(guān)鍵詞: 顯示屏 掃描 LED
Abstract:
Key words :

1,、概述

  隨著LED的亮度不斷提高以及尺寸越來越小,,更多的LED顯示屏進入室內(nèi)將是一種趨勢。然而,,由于LED亮度及像素密度的提高給LED屏的控制及驅(qū)動也帶來新的更高的要求,。就一般室內(nèi)屏而言,現(xiàn)在通用的控制方法均采用行列分控模式,,即通常所說的掃描模式,,其應(yīng)用原理圖見圖1。
 

  

 

  圖1

  圖1是一個1/4掃的LED顯示屏原理圖,。其工作原理是在1幀圖像內(nèi)每行電源V1-V4按控制要求各開啟1/4的時間,。這樣做的優(yōu)點是可以更有效地利用LED的顯示特性以及降低硬件成本。其缺點就是在1幀圖像內(nèi),,每行LED只能顯示1/4的時間,。如:幀頻為50Hz時,每行的顯示時間為Tm=1000/(50×4)=5ms.若采用更高的幀頻或掃描級數(shù)進一步增加,,那顯示時間將會更短,,如50Hz幀頻,1/16掃描時,,Tm=1.25ms.隨著Tm 的變短,,行電源波形的上升、下降沿的品質(zhì)對系統(tǒng)的正常運行就將是至關(guān)重要的,。

  

 

  圖2

  

 

  圖3

  2,、問題分析

  前面已經(jīng)講述了掃描顯示屏的工作原理,圖2是1/4掃描行電源的理想波形圖。然而在實際應(yīng)用中其波形與理想的相差甚遠,。圖3是采用 4953作為行電源開關(guān)控制的波形圖,。由于4953天然的缺陷,將其作為行電源的控制開關(guān),,其下降沿Tf將大于100μs.若忽略行電源上升沿時間(實際上,,上升沿的時間很短可以忽略),不難看出,,在1幀圖像內(nèi),,前一行與后一行會有約100μs的重疊時間。為便于分析計算,,我們可以將重疊時間Tn近似為下降沿時間Tf .即:Tn=Tf .

  如此,,應(yīng)該顯示第二行時前一行仍然會在Tn一段時間內(nèi)以第二行的控制方式發(fā)光,在我們的視覺里就會看到前一行在微亮,。亮度的大小與兩行重疊時間與顯示時間的比例成正比,,即與Tn/Tm成正比。這里我們定義Tn/Tm為重疊比,,還以50Hz幀頻為例,,Tn/Tm=0.1/(1000/(4×50))=2%.看來2%的重疊比還不是很大。但隨著幀頻的提高或掃描級數(shù)的提高其重疊比Tn/Tm將會大大增加,。

  下面我們不妨把幀頻提高到250Hz再看一看,,此時行電源開關(guān)控制波形圖如圖4.很顯然,此時的重疊比達到Tn/Tm=0.1/(1000/(4×250))=10%,。在如此高的重疊比下,,拖尾現(xiàn)象將會十分明顯。

電源開關(guān)控制波形圖3,、解決方案

 

  以上我們分析了掃描顯示屏的拖尾原理,所以,,要解決該問題必須從源頭做起,,必須減小重疊比。然而,,由于4953天然缺陷,,行電源的下降沿無論如何是無法靠4953自身來降低的。一種方法就是要外加吸收電路,,這種外吸收的方法其效果與所投入的成本密切相關(guān),,要想取得好的效果,就要外加比較復雜的線路,,這樣做不僅增加了整機成本還給系統(tǒng)布線帶來很多不便和困擾,。

  得倍電子針對以上問題開發(fā)了一款行電源控制專用電路D4963,該電路內(nèi)部增加了吸收電路,使得在不需要任何外部吸收線路的情況下將其下降沿減小到100ns,。應(yīng)用線路與波形見圖5,、圖6。

1/4掃的LED顯示屏原理圖

  很顯然,,采用D4963 比現(xiàn)有的4953 下降沿減小了近千倍,,應(yīng)用方式與現(xiàn)有的4953基本一致,不許外加任何元件,。這就使得掃描顯示屏的設(shè)計更加靈活,,在不犧牲幀頻的前提下掃描級數(shù)還可以大幅增加,這將大大節(jié)省整機成本,。我們以1/32掃描為例,,若幀頻設(shè)在250Hz時,僅重疊比Tn/Tm單項參數(shù)來看,,Tn/Tm=0.0001/(1000/(32×250))=0.08%,。毫無疑問,這種情形下LED掃描顯示屏拖尾這個瓶頸問題將得到根本的改觀,。

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