LED顯示屏中的自動(dòng)亮度控制

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

由視覺(jué)原理知道，人對像素點(diǎn)的平均亮度感覺(jué)可取決于它的亮/滅占空比。也就是說(shuō)，只要對像素點(diǎn)亮/滅占空比進(jìn)行調節，就能實(shí)現對亮度的控制。對LED電子顯示屏而言，這意味著(zhù)只要將代表像素點(diǎn)亮度的數字轉換為像素點(diǎn)發(fā)光的時(shí)間（D/T轉換），即實(shí)現了亮度的D/A轉換。

設屏幕數據刷新的周期為，控制任意像素點(diǎn)亮度的數據為n位二進(jìn)制數

D=bi2i（其中bi=0或1）

Ton為相應于D的發(fā)光時(shí)間，則像素點(diǎn)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器實(shí)現，但每一像素點(diǎn)配一計數器將使得顯示電路異常復雜。上式改寫(xiě)為：Ton=Ts bi2i，這意味著(zhù)可將Ton分成幾個(gè)時(shí)間段，由于當足夠小時(shí)，幾個(gè)分離時(shí)間段合成的Ton與總長(cháng)度相同的連續的Ton其視覺(jué)效果是相同的。于是，一般地有，對于n位二進(jìn)制數據D=bi2i，將分Ts為n段，并選取適當時(shí)間分割函數f(i)，使得第i段Ti=Tsf(i)，其中0Tibi=Ts f(i)bi，這時(shí)d=Ton/Ts=Tibi/Ts=f(i)bi

即為此像素點(diǎn)的亮/滅占空比。由于函數f(i)對所有像素點(diǎn)而言可以是共同的，因而上式表明，只要用f(i)統一控制各個(gè)像素點(diǎn)，就能實(shí)現全屏幕所有像素點(diǎn)相互獨立而又同步的D/T轉換。對于單個(gè)像素點(diǎn)來(lái)說(shuō)用圖1的電路可實(shí)現上式。圖中SFR為8位移位寄存器，圖為時(shí)間分割函數f(i)的波形。

大屏幕顯示驅動(dòng)電路通常采用“串行移位+鎖存+驅動(dòng)”的結構，以期盡量減少數據傳送線(xiàn)。要全屏幕同時(shí)實(shí)現上式，只要將所有ST信號統一由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(gè)像素點(diǎn)控制數據中的同權位，而這可通過(guò)預先的數據處理做到。