LED闪现屏的灰阶度


灰阶度就是闪现屏上每颗LED亮度的分辩率，举例来讲，4bit灰阶度表白LED有16阶的亮度改变。而LED驱动芯片的灰阶度操控，实施方式如图1所示。LED亮度的灰阶度是由驱动芯片上的OE宽度与SDI来操控，以图1中的第一个LED要闪现的灰阶度5为例，SDI有需要在OE宽度为1和4掀开输出开关，以获得整体的LED闪现灰阶度为5。而灰阶度为9、4与11则以此类推，以分歧的SDI和OE宽度的摆列组合获得分歧的LED灰阶度，也就会闪现出分歧的LED亮度改变。除此以外，OE的单元宽度愈短，完成一个灰阶度改变的周期也就愈短，也就是单元时候内，所能获得的刷新率也就愈高。




最短OE脉宽与高刷新率的联系


驱动芯片中OE的最短脉冲宽度及反映时候(tr/tf)抉择了灰阶度的凹凸，所谓最短OE脉宽就是在可以或许连结所有信道输出电流线性度的前提下，OE可掀开的有用宽度。愈小的OE脉宽，就可以产出愈高的输超卓阶，也就是具有愈快速的输出电流呼应，刷新率及输出灰阶度也就愈高。此中刷新率与输出灰阶度与OE最短脉冲宽度、系统数据传输速度、串接芯片个数与芯片输出信道数有关，如图2如示，列出参阅公式以下:

根据上列参阅公式，假设单一操控器有8个输出口，带截面积为64×64单色屏，所需求的串接芯片个数NIC=32，输出灰阶度设为12位(4,096级)，假设选器具有16个输出信道、数据传输速度为20MHz和OE最短脉冲宽度为300ns的驱动芯片，代入核算可获得刷新率有723Hz，但假设输出灰阶度想前进为14位(4,096级)，刷新率则是降落至196Hz，假设输出灰阶度想前进到16位(65,536级)，刷新率则唯一50Hz，而一般系统输入的画面更新率最少60Hz，因此如斯低的刷新率已没法供给一般闪现屏系统的需求。




婚庆LED显示屏在上述环境中，假设想前进输出灰阶度，一路又想前进刷新率，可以或许遴选较小OE脉冲宽度的驱动芯片。假设选用OE最短脉冲宽度为50ns的芯片，即使数据传输速度为10MHz，输出灰阶度前进为16位(65,536级)，刷新率仍可输出287Hz，在输出灰阶度设为14位(4,096级)时，刷新率可前进到1001Hz，在输出灰阶度设回为12位(4,096级)时，刷新率更可大幅前进到1,953Hz。所以愈小的OE脉冲宽度，可前进输出的色阶和画面的刷新率，高输超卓阶则供给了更五花八门的LED闪现屏丹青，而高刷新率供给了LED闪现屏流利无闪灼的画面播映。

最短OE脉宽对输出电流突波的影响




图3 较大0E脉冲宽度的输出电流波形


OE脉冲宽度的大小是影响输出电流突波的关头身分，如图3所示，OE脉冲宽度大于500ns时，输出电流的上升时候为37.99ns，并没有产生任何突波。不外假设想要获得较高输出的色阶和较快的画面刷新率有需要降落OE脉冲宽度，但较小的OE脉冲宽度需求较快的上升/降落时候(tr/tf)来连结脉冲宽度的完全性，但较快的tr/tf会使得一般LED驱动芯片的输出电流产生突波，如图4所示，OE脉冲宽度小于100ns时，输出电流的上升时候为8.2ns，由法拉第纪律知VL=L(dI/dt)，可较着地可以或许看出输出电流在封锁时产生严重的突波现象，而输出电流的突波不只可能击穿驱动芯片的输出信道，构成芯片的破坏，也使得全部LED闪现屏电磁波烦扰的现象变得严重，闪现屏画面会产生发抖甚至是系统的毁损。




电流突波的改良

想要改良上述LED驱动芯片输出电流的突波，可以或许颠末降落输出信道的开关速度，和错开输出通道间的开关时候这两种计划方式来进行。所谓输出信道的开关速度，也就是操控输出通道的Slew-rate，输出电流的上升/降落时候(tr/tf)愈长，输出电流上升/降落的波形就愈峻峭，也就愈能抑制电流突波的现象，降落电磁波烦扰。但tr/tf过大会产生曲解的波形，影响输出电流的反映速度，所以LED驱动芯片有需要有才能在输出信道的开关速度tr/tf和电流突波之间获得一个最好的均衡。

此外，错开输出通道间的开关时候也可以或许改良LED驱动芯片的输出电流突波，也就是藉由输出通道不在统一刹时敞开与封锁来降落电源在线的刹时电流。如图5所示，左侧的4个输出通道OUT0~OUT3在统一刹时一路敞开，功效构成一个很大的突波电流，反观右边的4个通作别离错开输出，电源在线的刹时电流被平均散漫，降落了尖峰电流，也改良了输出电流的突波和电磁波烦扰的问题，而图6为聚积LED驱动芯片的实践测量错开输出通道间的开关时候波型图，输出通道顺次前后敞开，相邻两通道大约有15ns的延迟时候。




高端闪现屏的需求

要达到高级闪现屏的需求，除要有高的刷新率，使LED闪现屏能流利无闪灼地播映画面，也需求具有高输超卓阶的才能，来达到更五花八门的LED闪现屏丹青。上述二者需求可以或许颠末遴选具有较短OE脉冲宽度的LED驱动器来前进刷新率及输超卓阶，但利用外部的灰阶度操控还是会遭到系统传输速度和频宽限制的影响，而降落刷新率与输超卓阶。另外一种遴选则是颠末内建PWM操控的LED驱动芯片，则可以或许较小的数据传输量来前进传输速度，达到前进刷新率与输超卓阶的结果。具有较短OE脉冲宽度的LED驱动器，可参阅聚积科技的MBI5036，而内建PWM操控的LED驱动芯片，则可参阅聚积科技的MBI5042。