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如何提高LED显示屏的刷新率?

发布时间:2020-3-30 15:24:02

LED显现屏的灰阶度


灰阶度就是显现屏上每一颗LED亮度的分辨率,举例来说,4bit灰阶度表明LED有16阶的亮度改变。而LED驱动芯片的灰阶度操控,实行方法如图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要显现的灰阶度5为例,SDI有必要在OE宽度为1和4翻开输出开关,以得到整体的LED显现灰阶度为5。而灰阶度为9、4与11则以此类推,以不同的SDI和OE宽度的排列组合得到不同的LED灰阶度,也就会显现出不同的LED亮度改变。除此之外,OE的单位宽度愈短,完成一个灰阶度改变的周期也就愈短,也就是单位时间内,所能得到的刷新率也就愈高



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应时间(tr/tf)决议了灰阶度的凹凸,所谓最短OE脉宽就是在能够保持所有信道输出电流线性度的条件下,OE可翻开的有效宽度。愈小的OE脉宽,就能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。其中刷新率与输出灰阶度与OE最短脉冲宽度、体系数据传输速度、串接芯片个数与芯片输出信道数有关,如图2如示,列出参阅公式如下:


依据上列参阅公式,假如单一操控器有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),假如选用具有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,代入核算可得到刷新率有723Hz,但假如输出灰阶度想进步为14位(4,096级),刷新率则是下降至196Hz,假如输出灰阶度想进步到16位(65,536级),刷新率则仅有50Hz,而一般体系输入的画面更新率至少60Hz,因而如此低的刷新率已无法供应一般显现屏体系的需求。



婚庆LED显示屏在上述情况中,假如想进步输出灰阶度,一起又想进步刷新率,能够挑选较小OE脉冲宽度的驱动芯片。假如选用OE最短脉冲宽度为50ns的芯片,即便数据传输速度为10MHz,输出灰阶度进步为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,刷新率可进步到1001Hz,在输出灰阶度设回为12位(4,096级)时,刷新率更可大幅进步到1,953Hz。所以愈小的OE脉冲宽度,可进步输出的色阶和画面的刷新率,高输超卓阶则供给了更五光十色的LED显现屏图画,而高刷新率供给了LED显现屏流畅无闪烁的画面播映。


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脉冲宽度的巨细是影响输出电流突波的关键因素,如图3所示,OE脉冲宽度大于500ns时,输出电流的上升时间为37.99ns,并无发生任何突波。不过假如想要得到较高输出的色阶和较快的画面刷新率有必要下降OE脉冲宽度,但较小的OE脉冲宽度需求较快的上升/下降时间(tr/tf)来保持脉冲宽度的完整性,但较快的tr/tf会使得一般LED驱动芯片的输出电流发生突波,如图4所示,OE脉冲宽度小于100ns时,输出电流的上升时间为8.2ns,由法拉第规律知VL=L(dI/dt),可明显地能够看出输出电流在封闭时发生严峻的突波现象,而输出电流的突波不只可能击穿驱动芯片的输出信道,形成芯片的损坏,也使得整个LED显现屏电磁波搅扰的现象变得严峻,显现屏画面会发生抖动乃至是体系的毁损。



电流突波的改进


想要改进上述LED驱动芯片输出电流的突波,能够经过下降输出信道的开关速度,以及错开输出通道间的开关时间这两种规划方法来进行。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/下降时间(tr/tf)愈长,输出电流上升/下降的波形就愈陡峭,也就愈能按捺电流突波的现象,下降电磁波搅扰。但tr/tf过大会发生歪曲的波形,影响输出电流的反应速度,所以LED驱动芯片有必要有才能在输出信道的开关速度tr/tf和电流突波之间取得一个最佳的平衡。


别的,错开输出通道间的开关时间也能够改进LED驱动芯片的输出电流突波,也就是藉由输出通道不在同一瞬间敞开与封闭来下降电源在线的瞬间电流。如图5所示,左边的4个输出通道OUT0~OUT3在同一瞬间一起敞开,成果形成一个很大的突波电流,反观右侧的4个通道别离错开输出,电源在线的瞬间电流被均匀涣散,下降了尖峰电流,也改进了输出电流的突波和电磁波搅扰的问题,而图6为聚积LED驱动芯片的实践丈量错开输出通道间的开关时间波型图,输出通道依次先后敞开,相邻两通道大约有15ns的延迟时间。



高端显现屏的需求


要到达高级显现屏的需求,除了要有高的刷新率,使LED显现屏能流畅无闪烁地播映画面,也需求具有高输超卓阶的才能,来到达更五光十色的LED显现屏图画。上述两者需求能够经过挑选具有较短OE脉冲宽度的LED驱动器来进步刷新率及输超卓阶,但使用外部的灰阶度操控仍是会遭到体系传输速度和频宽限制的影响,而下降刷新率与输超卓阶。另一种挑选则是经过内建PWM操控的LED驱动芯片,则能够较小的数据传输量来进步传输速度,到达进步刷新率与输超卓阶的效果。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。
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