LED顯示屏中的自動亮度控制

LED電子顯示屏是由許多相互獨立的像素點（發(fā)光元）排列而成，由于像素點的分離性，決定了其發(fā)光的控制和驅(qū)動只能以數(shù)字方式進行。這些像素點的發(fā)光狀態(tài)由控制器同步地控制，獨立驅(qū)動。視頻真彩色顯示意味著要對每一個像素點的亮度分別進行控制，并且要在規(guī)定的掃描時間內(nèi)同步地完成。大屏幕是以數(shù)以萬計的像素點組成的，這使得系統(tǒng)的復雜性較兩值顯示大屏幕而言大為增加，并對總體的數(shù)據(jù)傳輸速度提出了更高的要求。給每一像素點設(shè)置一個常規(guī)D/A顯然是不現(xiàn)實的，必須尋找一種能最大限度降低系統(tǒng)復雜性且性能盡可能高的解決方案。

　　由視覺原理知道，人對像素點的平均亮度感覺可取決于它的亮/滅占空比。也就是說，只要對像素點亮/滅占空比進行調(diào)節(jié)，就能實現(xiàn)對亮度的控制。對LED電子顯示屏而言，這意味著只要將代表像素點亮度的數(shù)字轉(zhuǎn)換為像素點發(fā)光的時間（D/T轉(zhuǎn)換），即實現(xiàn)了亮度的D/A轉(zhuǎn)換。

　　設(shè)屏幕數(shù)據(jù)刷新的周期為，控制任意像素點亮度的數(shù)據(jù)為n位二進制數(shù)

　　D=bi2i（其中bi=0或1）

　　Ton為相應于D的發(fā)光時間，則像素點亮/滅的占空比為：

　　d=Ton/Ts=D= bi2i

　　該表達式可用可預置減法計數(shù)器實現(xiàn)，但每一像素點配一計數(shù)器將使得顯示電路異常復雜。上式改寫為：Ton=Ts bi2i，這意味著可將Ton分成幾個時間段，由于當足夠小時，幾個分離時間段合成的Ton與總長度相同的連續(xù)的Ton其視覺效果是相同的。于是，一般地有，對于n位二進制數(shù)據(jù)D=bi2i，將分Ts為n段，并選取適當時間分割函數(shù)f(i)，使得第i段Ti=Tsf(i)，其中0Tibi=Ts f(i)bi，這時?d=Ton/Ts=Tibi/Ts=f(i)bi

　　即為此像素點的亮/滅占空比。由于函數(shù)f(i)對所有像素點而言可以是共同的，因而上式表明，只要用f(i)統(tǒng)一控制各個像素點，就能實現(xiàn)全屏幕所有像素點相互獨立而又同步的D/T轉(zhuǎn)換。對于單個像素點來說用圖1的電路可實現(xiàn)上式。圖中SFR為8位移位寄存器，圖為時間分割函數(shù)f(i)的波形。

　　大屏幕顯示驅(qū)動電路通常采用“串行移位+鎖存+驅(qū)動”的結(jié)構(gòu)，以期盡量減少數(shù)據(jù)傳送線。要全屏幕同時實現(xiàn)上式，只要將所有ST信號統(tǒng)一由f(i)控制即可。當然這樣做的前提是要求移位寄存器中存放的是各個像素點控制數(shù)據(jù)中的同權(quán)位，而這可通過預先的數(shù)據(jù)處理做到。