• 全彩LED視頻顯示屏資料下載

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    上傳日期: 2021-04-19

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    資料介紹

    標簽:航空(666)工業(478)安防(2020)CAN(1150)
    ??前言 ? ??我們在日常生活中隨處可見的LED發光二極管不再是什么新鮮科技,LED在多個細分市場上的強勁的增長勢頭已是既定事實。廣告顯示屏或數字標牌是LED應用最廣泛的領域之一。從單色顯示屏到全彩顯示屏,LED解決方案被廣泛用于市場需求和復雜程度不同的路標指示牌、廣告顯示屏、戶內外視頻顯示屏等。本文主要論述全彩LED視頻顯示屏的主要技術要求,以及如何實現所需的性能。 ? ??全彩LED視頻顯示屏 ? ??全彩LED視頻顯示屏是能夠以數百萬種顏色顯示影像和動畫的顯示屏。LED顯示屏應用場景包括體育場、建筑外觀、購物中心、電視演播室。大型LED顯示屏被用于播放廣告和資訊,重播體育賽事或音樂會。圖1是LED顯示屏結構簡圖。 ? ??不同類型的視頻信源提供的視頻輸入信號經過處理后被送入LED顯示屏。整個顯示屏通常由若干個正方形或矩形的點陣組成,每個點陣又由若干個像素組成。每個像素由RGB (紅、綠、藍)LED燈管組成,通過混合這些LED的燈光顏色,就可產生所需的像素信息。LED驅動器相當于被處理后的視頻數據與RGB LED發出的彩色燈光之間的接口(圖像就是由這些彩色光線構成的)。 ??從大型LED視頻顯示屏的目標應用考慮,我們很容易意識到畫質所扮演的重要作用。 這個概念包含幾方面的內容: ??-原始圖像的信號質量以及數據處理能力是取得良好畫質的前提條件。 ??-顯示屏的大小、分辨率高低、像素間距和LED選擇是決定人眼感受到的畫質的關鍵參數。 ??-需要選擇一個適合的LED驅動器,能夠把處理后的圖像數據轉換成所需的彩色和動畫效果。 ??鑒于本文的目的是描述LED顯示屏的LED驅動器解決方案,我們將在以下的章節重點介紹上面提到三方面內容的最后一點。 ? ??LED顯示屏對LED驅動器的要求 ? ??在彩色和動畫方面,為取得優異的畫質,需要整合多種不同的功能:高幀率、高刷新率、顏色還原精度等。不過,顯示屏的質量不僅指圖像本身,還指解決方案的整體質量,例如,抗干擾性和可靠性。因此,所有的彩色LED顯示屏需要選擇技術精密的LED驅動器: ??-良好的顯色性取決于每個RGB(以及每個顏色)的有效亮度:有效亮度越高,顯示的顏色越豐富。合理而精細地控制亮度需要利用PWM調光技術控制大量的亮度。 ??-高幀率和高刷新率需要高速率地處理大量數據。LED驅動器可利用高頻串口和靈活的數據格式管理功能滿足這些要求。 ??-一支或多支LED燈管失效會影響像素顏色的精度,危及影像的整體視覺效果,影響系統的畫質。讓顯示屏保持理想視覺效果需要一個可靠的LED失效條件檢測方法。 ? ??全彩視頻顯示屏LED驅動器解決方案 ? ??意法半導體擁有各種顯示器和數字標牌LED驅動器產品,其中STP1612PW05 (見圖 2)是意法半導體為全彩LED視頻顯示屏專門研制的LED驅動器。 ??這款產品是一個16通道LED驅動器,內置一個高頻串行數據接口。每路通道的最大輸出電流為60mA,可以通過一個外部電阻器調節輸出電流,使用一個8位增益寄存器可以精確調節256級灰度。在更低的電流下提高電流精度(通道之間典型值 ± 1.5% )符合LED技術的發光效率改進要求。實際上,高能效LED的問世讓顯示屏制造商能夠使用更低的電流LED驅動器取得相同的亮度。 ??該產品為每路輸出通道配備了獨立的可調PWM亮度控制功能。眾所周知的PWM調光功能在LED色彩保護方面的優勢以及4096(12位)或65536(16位)級可調亮度,最終可使色差和畫質得到明顯改進。 ??此外,為進一步提升調光控制功能,該產品還采用了Scrambled PWM模式。PWM總周期基本上覆蓋了很多刷新周期,效果就是像提高調光頻率而保持調光分辨率不變,從而降低畫面閃動。 ??STP1612PW05內置串行接口符合顯示屏的高速數據速率和數據格式靈活性要求:數據發送時鐘頻率可高達30MHz,采用16x16位格式(若亮度選擇4096級,數據格式為6x12位)或壓縮度更高的256位格式。 ??正如前文提到的,一個抗干擾性強且可靠的LED驅動器可大幅提升系統的總體質量。 當發現失效的LED燈管(開路短路)時,STP1612PW05 會把檢測結果通過串行接口送到,從而避免相關像素的顏色變化或關閉,保護圖像的一致性。 ? ? ??在一幀視頻圖像開始時所有的LED燈管同時導通,這會產生上升斜率很大的涌流,這意味著需要很大的輸入電容,寄生通道會產生振蕩,系統產生噪聲。把四路連續輸出組成一組(第1組OUT0、OUT1、OUT2和OUT3;第2組從OUT4到OUT7;按照這個順序排列下去),每組之間連續延時40ns,使輸出通道的導通時間錯開,這樣可以大幅降低涌流。 ??因為任何原因(線路斷開)導致PWCLK時鐘信號不存在(PWM計數器時鐘信號,用于進行PWM調光控制),這會讓顯示屏上的所有LED無限期地導通。除影響圖像正確顯示外,這種意外事件還會燒毀或損壞LED燈管。STP1612PW05內置可以激活PWM時鐘超時斷開的保護功能:當PWCLK信號消失1秒以上時,信號發生器將被強制關閉。 ? ??應用示例 ? ??實現目標亮度的LED正向電壓與可設置的電流隨著LED顏色不同而變化:在紅光、綠光和藍光三種顏色LED中,紅光LED的正向電壓最低,藍光LED的驅動電流最低。因此,建議每種燈光顏色使用不同的驅動器。 圖3 描述了一個采用STP1612PW05實現的應用示例。 ? ? ??每個顯示屏點陣是由16個像素組成,每個像素是由4支彩色LED燈管(1支紅的、1支藍的、2支綠的)組成。16支相同顏色的LED由一顆STP1612PW05驅動。 LED電源電壓(VLED)的選擇是在幾個通常是對立的需求之間的一種平衡考量。 ??VLED 電壓應該足夠高,使LED能夠保持正確的通態,但是應最大限度地降低LED驅動器的電流發生器的電壓降,否則會引起無用的功耗,并導致芯片和系統過熱。顯然,紅光 、綠光和藍光共用一個VLED電壓并不是最佳的解決方案。理想的解決方案是優化LED電源電壓,把LED燈管的電壓軌分開可以取得理想的效果。這需要合理地驅動所有的LED燈管,同時節省電能。 ? ??結論

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