利用數(shù)字電位器簡化LCD面板的VCOM調(diào)節(jié)

任何薄膜晶體管液晶顯示器面板都至少需要一個(gè)適當(dāng)調(diào)節(jié)的VCOM信號，以便為面板(panel)的背板提供一個(gè)參考點(diǎn)。VCOM的精確值隨不同面板而變化，因此必須在出廠時(shí)設(shè)置VCOM值，以便與每一個(gè)屏幕的各自特性相匹配。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)VCOM值，可以減少閃爍和其它不良影響。
　　在分壓器工作模式中，通常使用機(jī)械式電位器或微調(diào)器實(shí)現(xiàn)VCOM調(diào)節(jié)。不過近年來，面板制造商開始尋求其它的替代解決方案，因?yàn)闄C(jī)械式微調(diào)器不能提供大型面板最佳圖像保真度所需的分辨率。此外，制造商還需要安排技術(shù)人員在裝配線上進(jìn)行物理調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)不僅耗時(shí)，而且容易因?yàn)槿藶殄e(cuò)誤或機(jī)械振動(dòng)造成現(xiàn)場失效(field failure)。

　　有一種簡單的替代方法，可以更好地調(diào)節(jié)分辨率以滿足面板最佳圖像保真度所需，這就是用數(shù)字電位器代替機(jī)械電位器。利用數(shù)字電位器，面板生產(chǎn)商可以自動(dòng)完成VCOM調(diào)節(jié)過程，從而降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。不幸的是，許多面板的工作電壓較高，可用的電源電壓選擇范圍很有限。而如果采用5V電源，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)就十分簡單，如圖1所示。否則，電路就會(huì)更加復(fù)雜。這種設(shè)計(jì)思想揭示了一種簡單的方法，即利用任意可用邏輯電源來為調(diào)節(jié)VCOM的電位器供電。

　　這種解決方案采用了美國模擬器件公司(ADI)的AD5258/59 6/8位非易失性數(shù)字電位器，且使用了一個(gè)I2C串行接口來控制電位器設(shè)置并在EEPROM中存儲所需的電位器設(shè)置。AD5259采用5V亞微米CMOS工藝制造，以降低功耗。此外，它采用節(jié)省空間的10引腳MSOP封裝，這在空間受限的低成本應(yīng)用中是一項(xiàng)重要特征。在沒有提供5V電源的系統(tǒng)中，許多設(shè)計(jì)人員都想簡單地從電阻串中的5 V處進(jìn)行分流。但這種解決方案并不可行，因?yàn)樵趯懭隕EPROM的編程期間，AD5259的典型電流消耗為35mA。但R1不可能產(chǎn)生這種電流等級，否則會(huì)使電壓降過大。有鑒于此，AD5259設(shè)計(jì)了單獨(dú)的VLOGIC引腳，可連接到任何可用的邏輯電源。這里用的是控制數(shù)字電位器的微控制器(MCU)的電源電壓。于是，VLOGIC產(chǎn)生35mA的編程電流，而VDD只產(chǎn)生微安級的電源電流，用于為數(shù)字電位器內(nèi)置電阻串的內(nèi)置開關(guān)提供偏置電流。如果面板需要更高的VCOM電壓，則可增加兩個(gè)電阻，接到運(yùn)算放大器的同相增益配置。

　　該數(shù)字電位器的端到端阻抗容差為±30%。假設(shè)R1、R3和Vi的容差與數(shù)字電位器相比可忽略不計(jì)，下表列出了可達(dá)到輸出值范圍。如表所示，這種配置確保了3.5V到4.5V的輸出范圍，步長在±10°mV以內(nèi)。此外，由于數(shù)字電位器的邏輯電源與MCU的邏輯電壓相匹配，所以如果需要，數(shù)據(jù)可以讀回到MCU。（美國模擬器件公司 ）

　　圖1：提供5V專用電源的配置

　　圖2：從電阻串分流出VDD電壓

　　圖3：AD5259的方框圖

　　表1：輸出電壓范圍