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数字电位器简化显示器面板的VCOM调节的解决方案

2019-04-30 17:58

  任何薄膜晶体管液晶显示器面板都至少需要一个适当调节的VCOM信号,以便为面板(panel)的背板提供一个参考点。VCOM的精确值随不同面板而变化,因此必须在出厂时设置VCOM值,以便与每一个屏幕的各自特性相匹配。适当地调节VCOM值,可以减少闪烁和其它不良影响

  在分压器工作模式中,通常使用机械式电位器或微调器实现VCOM调节。不过近年来,面板制造商开始寻求其它的替代解决方案,因为机械式微调器不能提供大型面板最佳图像保真度所需的分辨率。此外,制造商还需要安排技术人员在装配线上进行物理调节。这种调节不仅耗时,而且容易因为人为错误或机械振动造成现场失效(field failure)

  有一种简单的替代方法,可以更好地调节分辨率以满足面板最佳图像保真度所需,这就是用数字电位器代替机械电位器。利用数字电位器,面板生产商可以自动完成VCOM调节过程,从而降低生产成本,提高产品质量。不幸的是,许多面板的工作电压较高,可用的电源电压选择范围很有限。而如果采用5V电源,系统实现就十分简单,如图1所示。否则,电路就会更加复杂。这种设计思想揭示了一种简单的方法,即利用任意可用逻辑电源来为调节VCOM的电位器供电

  这种解决方案采用了美国模拟器件公司(ADI)的AD5258/59 6/8位非易失性数字电位器,且使用了一个I2C串行接口来控制电位器设置并在EEPROM中存储所需的电位器设置。AD5259采用5V亚微米CMOS工艺制造,以降低功耗。此外,它采用节省空间的10引脚MSOP封装,这在空间受限的低成本应用中是一项重要特征。在没有提供5V电源的系统中,许多设计人员都想简单地从电阻串中的5 V处进行分流。但这种解决方案并不可行,因为在写入EEPROM的编程期间,AD5259的典型电流消耗为35mA。但R1不可能产生这种电流等级,否则会使电压降过大。有鉴于此,AD5259设计了单独的VLOGIC引脚,可连接到任何可用的逻辑电源。这里用的是控制数字电位器的微控制器(MCU)的电源电压。于是,VLOGIC产生35mA的编程电流,而VDD只产生微安级的电源电流,用于为数字电位器内置电阻串的内置开关提供偏置电流。如果面板需要更高的VCOM电压,则可增加两个电阻,接到运算放大器的同相增益配置

  该数字电位器的端到端阻抗容差为30%。假设R1、R3和Vi的容差与数字电位器相比可忽略不计,下表列出了可达到输出值范围。如表所示,这种配置确保了3.5V到4.5V的输出范围,步长在10mV以内。此外,由于数字电位器的逻辑电源与MCU的逻辑电压相匹配,所以如果需要,数据可以读回到MCU

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