用邏輯電源電平調(diào)節(jié)薄膜晶體管液晶顯示(TFT LCD)平板

所有薄膜晶體管液晶顯示(TFT LCD)平板顯示器都至少需要一個(gè)適當(dāng)調(diào)節(jié)的VCOM信號(hào)以便為平板顯示器的背板提供一個(gè)參考點(diǎn)。VCOM電源電壓的準(zhǔn)確值隨不同平板顯示器而變化，因此必須在出廠時(shí)設(shè)置VCOM值以便與每一個(gè)顯示屏的各自特性相匹配。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)械電位器或微調(diào)電位器實(shí)現(xiàn)VCOM調(diào)節(jié)。近幾年來(lái)，平板顯示器制造商開(kāi)始尋求其它的解決方案，由于機(jī)械電位器不能提供滿足大的平板顯示器最佳圖像保真度要求的分辨率。另外制造商還要求通常由技術(shù)人員在裝配線上完成的物理調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)不僅消耗時(shí)間，而且容易產(chǎn)生由于人為誤差或機(jī)械振動(dòng)引起的現(xiàn)場(chǎng)失效。

一種能達(dá)到優(yōu)化平板顯示器圖像質(zhì)量提高所需要分辨率的簡(jiǎn)單方法是使用數(shù)字電位器取代機(jī)械電位器。使用數(shù)字電位器以后，平板顯示器制造商能自動(dòng)完成VCOM調(diào)節(jié)過(guò)程，從而降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

但是，許多平板顯示器都在較高的電壓下工作，選擇可提供的電源電壓有限。如果有5 V電源的供電系統(tǒng)，那么實(shí)現(xiàn)起來(lái)就很簡(jiǎn)單，如圖1所示。如果沒(méi)有5 V的電源，那么電路就變得很復(fù)雜。這種設(shè)計(jì)思想表明了一種簡(jiǎn)單方法，用任何可提供的邏輯電源都可以給電位器供電，只要能夠進(jìn)行VCOM調(diào)節(jié)。

圖1. 提供5 V專用電源的配置

演示本解決方案所采用的器件是ADI公司的AD5258/59 6/8 bit非易失性數(shù)字電位器。有一個(gè)I2C串行接口用于控制，并且用來(lái)將所需要的電位器設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到EEPROM閃存。AD5259是采用5 V的亞微米CMOS工藝制造的，以便降低功耗。它采用10引腳MSOP超小型封裝，這是低成本、小尺寸應(yīng)用的一個(gè)重要特性。

在沒(méi)有提供5 V電源的系統(tǒng)中，很多設(shè)計(jì)工程師都會(huì)簡(jiǎn)單地試圖從一排電阻串中的5 V處取出抽頭。這是一個(gè)不可取的解決方案，因?yàn)樵谠趯?xiě)入EEPROM的編程期間，AD5259通常要吸收35 mA電流。由于R1壓降過(guò)大，它不能吸收這么大的電流。為此，AD5259提供一個(gè)單獨(dú)的VLOGIC引腳，該引腳能連接到任意邏輯電源上。這里使用數(shù)字電位器控制MCU的電源電壓?，F(xiàn)在，VLOGIC電源可以吸收35 mA可編程電流，VDD電源只吸收微安（μA）級(jí)電源電流用于為數(shù)字電位器內(nèi)置電阻串的內(nèi)置開(kāi)關(guān)提供偏置電流。如果平板顯示要求提高VCOM電壓，可以增加加兩個(gè)電阻器接到運(yùn)算放大器的同相增益配置。

圖2. 從一排電阻串中處取出V_DD抽頭

數(shù)字電位器有±30%的兩端電阻允許誤差。假設(shè)R1，R3和Vi的允許誤差與電位器相比可忽略不計(jì)，下表列出了輸出值達(dá)到的范圍。如表所示，該電路配置保證3.5 V到4.5 V的輸出范圍，其內(nèi)部調(diào)節(jié)步長(zhǎng)為±10 mV。另外，由于數(shù)字電位器的邏輯電源與MCU的邏輯電壓匹配，所以如果需要，數(shù)據(jù)可以讀回到MCU。

表1. 輸出電壓范圍

圖3所示是數(shù)字電位器的方框圖。

圖3. AD5259方框圖