電視專用的lcd面板對(duì)圖像質(zhì)量要求非常高，同時(shí)比傳統(tǒng)的面板要求更高精度的灰度校正。本文介紹了rohm公司帶dac的高精度等級(jí)電壓發(fā)生器芯片bd8132fv以及如何使用它實(shí)現(xiàn)與色彩重現(xiàn)性相關(guān)的圖像灰度校正回路，以滿足電視應(yīng)用的要求。

    lcd面板原本是作為pc顯示器而開(kāi)發(fā)，隨著市場(chǎng)需要，產(chǎn)量不斷擴(kuò)大，近幾年，開(kāi)始被應(yīng)用于電視，而廣受矚目。因此，過(guò)去作為時(shí)鐘或文字處理器等顯示媒介的lcd面板在顯示性能，尤其是對(duì)比度、色彩重現(xiàn)性和靈敏性等性能上都急需進(jìn)一步的改進(jìn)。

    圖1：crt電視的灰度特性。

    使用lcd替代傳統(tǒng)的crt電視時(shí)，必須重現(xiàn)與crt一樣的圖像色彩。但是，不同的視頻信號(hào)，crt和lcd對(duì)產(chǎn)生印加電壓的光輸出量也不同，因此，lcd必須將對(duì)印加電壓的光輸出量補(bǔ)償?shù)脚ccrt一樣。通常，這種關(guān)系以“灰度”值來(lái)表示�；叶戎凳且暂斎胍曨l信號(hào)和輸出視頻信號(hào)的比值計(jì)算的。顯像管電視的灰度值約為2.2～2.5(圖1)，所以電視用lcd面板的灰度值當(dāng)然也應(yīng)該補(bǔ)償?shù)竭@個(gè)數(shù)值水平，這就稱為灰度校正。因?yàn)殡娨曈妹姘灞仨毟又覍?shí)地再現(xiàn)輸入視頻信號(hào)，所以與傳統(tǒng)的lcd面板相比，必須擁有更精準(zhǔn)的灰度校正。

    傳統(tǒng)監(jiān)視器lcd面板的灰度校正

    通常，lcd面板對(duì)印加電壓具有如圖2所示的透過(guò)率特性。將這一特性補(bǔ)償?shù)絚rt的灰度值就要使用等級(jí)電壓。所謂等級(jí)電壓是指大小相差數(shù)個(gè)百分點(diǎn)的階段性dc電壓，根據(jù)這些電壓值，以近似直線特征補(bǔ)償面板的透過(guò)率特性，達(dá)到灰度校正的目的。

    傳統(tǒng)監(jiān)視器用lcd面板中的等級(jí)電壓發(fā)生回路由分立電阻形成的dc電壓分壓和放大器組成的電流緩沖回路構(gòu)成(圖3)。但是，這一結(jié)構(gòu)由于電阻值的偏離幅度(±1%)和放大器的復(fù)位電壓導(dǎo)致設(shè)定等級(jí)電壓的偏離增大，而最終無(wú)法實(shí)現(xiàn)用于電視的高精度灰度校正。另一方面，由于電阻值僅有數(shù)十個(gè)等級(jí)，因此設(shè)定到目的等級(jí)電壓就必須組合幾十個(gè)電阻，結(jié)果需要更長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周期和更多成本。

    滿足電視應(yīng)用要求的灰度校正

    帶dac的高精度數(shù)字控制等級(jí)電壓發(fā)生器芯片如圖4所示。3線串行的接口輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，利用dac轉(zhuǎn)換為模擬dc電壓后，通過(guò)電流緩沖輸出等級(jí)電壓。dac的清晰度為10位，可以輸出1,024階段的等級(jí)電壓。等級(jí)電壓輸出數(shù)最多達(dá)18個(gè)信道，可以進(jìn)行最大限度的等級(jí)百分設(shè)定，因此能夠以近似直線最小限度地控制誤差的產(chǎn)生。

    圖2：lcd面板的灰度特性和校正。

    本驅(qū)動(dòng)芯片的高精度化利用了驅(qū)動(dòng)ic內(nèi)部相鄰電阻具備非常良好的相對(duì)精度這一特性。通過(guò)采用這種方式，能夠把實(shí)際輸出精度降低至±0.2%以下，設(shè)定精度提高為傳統(tǒng)設(shè)定精度的５倍多。因此可以實(shí)現(xiàn)電視用lcd面板所需要的高精度灰度校正。

    該芯片注重使用的方面性，還內(nèi)設(shè)了自動(dòng)讀取eeprom數(shù)據(jù)的功能(以下稱“自動(dòng)讀取功能”)。這樣，如果在eeprom內(nèi)寫(xiě)入目的等級(jí)數(shù)據(jù)，就可以自動(dòng)產(chǎn)生等級(jí)電壓，同時(shí)也可以節(jié)省數(shù)字信號(hào)設(shè)計(jì)等多余時(shí)間。另外，由于是數(shù)字控制，還可以獲得如下附加價(jià)值：

    1． 由于只需要變更數(shù)據(jù)，而完全不需更換有關(guān)灰度校正變更的基板，有效降低了開(kāi)發(fā)成本；

    2． 可以使用pc上軟件完成灰度校正設(shè)計(jì)，因而縮短了設(shè)計(jì)、評(píng)估時(shí)間，降低了設(shè)計(jì)成本；

    3． 每一塊lcd面板，可以完成最適當(dāng)?shù)幕叶刃Ｕ?/p>

    4． 數(shù)字控制能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)等級(jí)電壓設(shè)定變更。

    特別值得一提的是第四點(diǎn)，能夠幫助實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的灰度校正。例如，根據(jù)lcd面板的溫度變更灰度校正，適應(yīng)周?chē)拿靼刀茸兏叶刃Ｕ取Ｔ趯?shí)現(xiàn)校正高精度化的同時(shí)，添加了這些附加價(jià)值，所以lcd電視的圖像顯示能力進(jìn)一步得到改進(jìn)，在不久的將來(lái)，甚至可以得到比crt電視更高畫(huà)質(zhì)的電視顯示。

    業(yè)界今后的技術(shù)研討課題將關(guān)注更加高精度化和系統(tǒng)化。例如，在高精度化方面，rohm將注重開(kāi)發(fā)輸出精度在±0.1%以下的dac和實(shí)現(xiàn)12位的dac清晰度；在系統(tǒng)化方面，該公司將研究開(kāi)發(fā)內(nèi)置eeprom等。

    供稿: rohm股份有限公司

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