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中小屏幕TFT-LCD驱动芯片的输出缓冲电路

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第!"卷!第#!期!$$%年#!月半!导!体!学!报&'()*+*,-./)01-2+*3(&-)4.&5-/+6789!"!)79#!4:;9 !$$%"国家高技术研究发展计划资助项目批准号 !$$@00#`##?= A 通信作者9*B C D 8 Y :D O ;!G Y X F 9:L F 9;G !!$$%N $@N #>收到 !$$%N $?N $S 定稿"!$$%中国电子学会中小屏幕I Q I 9N &G 驱动芯片的输出缓冲电路"魏廷存A !丁行波!高德远西北工业大学航空微电子中心 西安!"#$$"!摘要 在分析中小屏幕525N 1&4驱动芯片的负荷特性的基础上 提出了一种新型的驱动电压输出缓冲电路结构9通过负反馈动态控制输出级的工作状态 具有交替提供拉电流和灌电流的驱动能力 可有效抑制输出电压的波动9与传统的两级运算放大器电路相比 该电路结构简单 稳定性能好 降低了静态功耗并节省了芯片面积9采用$Q !@#B &3-+工艺设计并实现了两种不同输出电压的缓冲电路9'+U (&*仿真结果表明 输出电压缓冲电路的静态电流为=#0 -T T M :O 电压小于j !B 69同时 当525N 1&4的驱动电压在^>%h #%6之间切换时 输出电压的波动范围小于j $Q S 6 输出电压的恢复时间小于"#M 9经对工程样片的测试知 其性能完全满足中小屏幕525N 1&4驱动控制芯片的要求9关键词 525N 1&4驱动芯片 输出缓冲电路 电压负反馈 拉电流和灌电流$$%&& #!$@ #!!$中图分类号 5)S $!!!!文献标识码 0!!!文章编号 $!@=N S #"" !$$% #!N !!#S N $%'!引言由于525N 1&4 O E D G T D 8B O K C G M D M O 7K N 8D IF D L ;K c M O C 8L D M X 8C c显示屏具有亮度高 画质好 响应速度快和显示信息量大等优点 目前已成为彩屏手机的首选显示面板 并且呈逐年上升趋势9525N 1&4驱动控制芯片作为手机中525N 1&4显示模组的关键部件之一 其性能直接影响着液晶显示画面的质量和显示模组的功耗9用于手机 U 40等小型移动终端的中小屏幕525N 1&4 由于其液晶屏幕小 相应的R C O :和+7F K ;:电极数目较少 为了降低驱动芯片的成本和占用面积 增加系统的工作可靠性 可以将R C O :和+7F K ;:L K D V :K时序控制电路 电源模块以及显示/03等整合集成为单个驱动芯片7G :N ;E D X M78F O D 7G #9但是 随着集成度的提高 对芯片的功耗和面积约束也更加苛刻9特别是应用于采用电池供电的便携式设备中的驱动芯片 功耗参数直接决定着芯片的性能9本文针对我们自主开发的一款手机用单片集成525N 1&4驱动控制芯片在详细分析了该芯片驱动负荷特性的基础上 提出并设计了一种结构简单 功耗低的输出缓冲电路9该电路通过负反馈动态控制输出级的工作状态使其具有交替提供拉电流和灌电流的驱动能力 可有效抑制输出电压的波动9与传统的两级运算放大器电路相比 电路结构简单 稳定性能好降低了静态功耗并节省了芯片面积9(!IQ I 9N &G 驱动芯片的负荷特性分析为了便于说明输出缓冲电路的设计思想 首先介绍和分析中小屏幕525N 1&4的驱动原理及其驱动芯片的负荷特性 !9为了增大液晶显示屏的开口率 通常采用C M 7G R C O :结构的525N 1&4显示屏 为此本文针对该类结构的525N 1&4显示屏进行输出缓冲电路的设计9这种液晶显示屏的像素单元的等效电路和驱动电压波形如图#所示 其中C 1&是液晶像素的等效电容 C M 是驱动电压保持电容 C H L 是525开关管的寄生电容9从图中可见 正常显示时液晶像素需要R C O :电压 +7F K ;:电压以及L &-3电压三个电压驱动9R C O :电压用于控制525开关管的开闭 连接显示屏一行中所有525开关管的栅极 +7F K ;:电压对应每个像素单元上所加载的图像数据内容9L &-3电压连接液晶像素单元的另外一个极板 它与+7F K ;:电压的差值为液晶像素上所加的驱动电压 决定该像素显示颜色的灰度9因此 L &-3电压的精度将直接影响显示画面的质量9为了防止液晶老化 一般L &-3电压都是周期性的变化值 即在L ;7B '和L ;7B 1之间交替变化9为了减小由于L &-3电压的变化所引起的回馈 T ::LO E K 7F H E 电压 消除!闪烁"和!拖尾"现象 C M 7G R C O :走线方式的液晶显示屏需要第#!期魏廷存等 !中小屏幕525N 1&4驱动芯片的输出缓冲电路使用三阶驱动方式 即R C O :L K D V :K 会输出三种不同的驱动电压 L R ' L H 7T T ' L H 7T T 1它们分别由自身的输出缓冲电路驱动并在输出端经过电子开关切换后形成L H C O :电压 如图# ; 所示9其中L R '是R C O :的开启电压 而L H 7T T '和L H 7T T 1是R C O :的关闭电压 统称为L H 7T T 9对于非扫描行 其L &-3电压和R C O :关闭电压L H 7T T 之间要求满足!L ;7B ''L ;7B 1(L H 7T T ''L H 7T T 1!图!!常用的输出缓冲电路的结构2D H Q !!0K ;E D O :;O F K :7T ;7G V :G O D 7G C 87F O XF O W F T T :K ;D K N ;F D O%!""半!导!体!学!报第!"卷文献 S %"介绍了两级放大器结构的输出缓冲电路及其采用电容的相位补偿技术9尽管对单个输出缓冲电路而言 相位补偿电容已减小到!%S X2 但对于7G :N ;E D X 525N 1&4驱动芯片 总的相位补偿电容已超过#$$$X2 占据了驱动芯片较大的面积9文献 >介绍了一种不需要相位补偿电容的输出缓冲电路在该电路中 相位补偿是通过由负载电容和连接在输出端的相位补偿电阻形成的零点实现的9尽管取消了相位补偿电容 减小了占用芯片面积但由于在输出端人为地加入了相位补偿电阻 导致输出电压的上升 下降时间增大 影响输出缓冲电路的动态响应特性9*)(!新型输出缓冲电路的设计图=是本文提出的液晶显示驱动控制芯片中驱动电压的输出缓冲电路框图9它包括差分跨导级和输出缓冲级二级放大器外加偏置电路 省掉了传统的输出缓冲电路中的高增益级和相位补偿电路9图=!本文提出的输出缓冲电路框图2D H Q =!0G :YO c X :7T7F O X F OW F T T :K ;D K ;F D O M X K 7X 7M :L D G O E D M X C X:K 本文分别以L H 7T T '和L H 7T T 1的输出缓冲电路为例 说明输出缓冲电路的设计思想和方法9图S 是驱动电压L H 7T T '的输出缓冲电路 L H 7T T '的正常输出电压为^>6 其中C 7F O 为外接的稳压电容9该运放电路的第一级是由3#%3@组成的差分输入电路 第二级则采用由3?和3#$组成的有源负载的共源级放大电路以获得更高的增益和较大的输出电压摆幅9为了减小静态功耗 3#$ 3? 的偏置电流较小 #Q ##0 9电压负反馈将两级运放组成了一个单位增益放大器9以X 3-+管3?为输出驱动管的共源级放大电路只有拉电流输出能力 给稳压电容充电 为了能够驱动稳压电容同时吸收正电压和负电压变动输出缓冲电路还必需具备提供灌电流的能力以形成稳压电容的放电回路9所以如何使该单位增益放大器具备输出灌电流的能力成为该设计中的关键问题9如果用增加输出级偏置电流 3#$的方法 必然会导致有源负载阻抗下降 导致运放的增益下降 因而降低了输出电压的精度更严重的是这种方法增加了静态功耗 ? #$9为了解决这一问题 该输出缓冲电路在单位增益放大器的基础上 增加了3>与稳压电容组成的源跟随器以提供灌电流输出能力93%和3"为3>提供浮动的偏置电压L ! 这样3>的工作状态受偏置电压L ! 即输出电压L 7F O的动态控制9当输出端电压不受回馈电压影响时 即输出端电压为正常值L 7F O G 时调整3%和3"的尺寸 使L 7F O G 'I L O E 3+I %L "%L 44'I L L M 3*I " 这里&L O E 3>&是X 3-+管3>的阈值电压绝对值 L O E 3>%$ &L L M 3%&是X 3-+管3%的饱和导通电压9因为3>管的L H M 电压为L H M (L "'L 7F O G( 从 ! =式可知L H M $'I L O E 3+I (L O E 3+' 此时 由于3>管 X 3-+管 的L H M 电压大于其阈值电压 处于完全截止状态 它对原来的两级单位增益放大电路的性能不会产生任何影响9图S !L H 7T T '的输出缓冲电路2D H 9S !-F O X F O W F T T :K ;D K ;F D O T 7K L H 7T T 'V 78O C H:*!""第#!期魏廷存等 !中小屏幕525N 1&4驱动芯片的输出缓冲电路!!现在我们可以分析整个输出缓冲电路的工作情况9在正常电压输出 即输出电路的输出端没有受到回馈电压的干扰时 单位增益放大器正常工作 由于具有很高的增益保证了输出电压的精度9当输出电路输出端受到负的回馈电压干扰时 L 7F O 降低 L #的电压升高 3?的电流增大电路输出拉电流给稳压电容充电使输出端电压升高 并迅速恢复到正常值相反当输出电路输出端受到正的回馈电压干扰时 L 7F O 升高L !的电压将降低 3>导通 电路输出灌电流使稳压电容放电 L 7F O 降低 当L 7F O 恢复到正常电压时 3>截止9由此可见 该电路的关键是要设置合适的静态偏置电压L ! 以保证在正常电压输出时3>处于截止状态9如果3>在静态时不能截止 则小信号分别经过3>和3?两条通路会在输出端产生一个右半平面的零点 影响系统稳定性 并且形成由L 44经3? 3>到L ++的电流通路增加了静态功耗9图@是驱动电压L H 7T T 1的输出缓冲电路 与图S 所示L H 7T T '的输出缓冲电路在结构上完全对称9由于L H 7T T 1的正常输出电压为^#=6 输入级采用X3-+差动对管 输出级采用G 3-+放大管 因此输出级提供灌电流输出能力9为了使输出级具备提供拉电流输出能力 增加了由X 3-+管3>与稳压电容组成的源跟随器9该电路的工作原理与图S 所示L H 7T T '的输出缓冲电路完全相同这里不再赘述9图@!L H 7T T 1的输出缓冲电路2D H Q @!-F O X F O W F T T :K ;D K ;F D O T 7K L H 7T T 1V 78O C H:+!仿真结果为了考察上述电路的抗输出干扰能力 我们对图S 所示L H 7T T '的输出缓冲电路进行了'+U (&*仿真验证9这里L 44a$6 L ++a ^#@6 外接稳定电容为$Q @#2 采用$Q !@#B &3-+工艺进行设计和仿真仿真结果如图%所示90&特性仿真曲线如图% C所示 运放电路的直流增益为##$L < 这样保证了输出端电压的精度 同时 相位裕度为%"[说明系统是稳定的94&特性仿真曲线如图% W 所示9当输入电压L D G 从^#S Q @6 L ++h$Q @6 到$6变化时 静态消耗电流为!Q >%=Q !@#0 -T T M :O 电压小于j !B 69暂态仿真结果如图% ; 所示 其中L R )为相邻行的R C O :电压波形 通过C M 耦合到输出端9从图% ; 可知 当输出电压为正常输出值时 L H 7T T 'a^>6 L !点的电压约为^$Q @6 3>管 X3-+ 的L H M 电压为h "Q @6 3>管处于完全截止状态 73>a $ 9当相邻行的R C O :电压由低向高跳变时 ^>65h #%6 通过电容耦合的回馈电压使L H 7T T '电压升高 在电压负反馈的作用下 L #点的电压升高L !点的电压降低 导致3>导通形成放电回路使L H 7T T '电压降低 并迅速恢复到正常值9当L H 7T T '恢复到正常值后3>又回到截止状态9相反当相邻行的R C O :电压由高向低跳变时 h #%65^>6回馈电压使L H 7T T '端的电压降低 在电压负反馈的作用下 L #点的电压降低 导致3?的电流增大 对输出电容快速充电 L H 7T T '电压迅速恢复到正常值9此时由于3%管子已进入线性工作区 L !点的电压保持不变9当L H 7T T '电压恢复到正常值后 3?的电流又等于静态偏置电流的值9通过上述仿真表明 参见图% ; 当525N1&4的驱动电压在^>%h #%6之间切换时 输出电压L H 7T T '的波动范围小于j$Q S 6 输出稳定值的j @_ 其恢复到稳定值的时间小于"#M 9.!芯片测试结果本文所设计的电路已成功应用到我们自主研发的一款手机用单片集成525N 1&4驱动控制芯片 !龙腾5#"中9该芯片的工程样片已流片成功 )!""半!导!体!学!报第!"卷图"!525N1&4驱动芯片 龙腾5# 工程样片的测试板及其显示结果2D H Q"!5:M O D G H U&<W7C K LC G LL D M X8C c K:M F8O M7T525N1&4L K D V:K(& 17G H O D F B5#图>!L&-3电压和R C O:电压的实测波形2D H Q>!3:C M F K:LY C V:T7K B M7T L&-3C G LR C O:V78O C NH:M的波动范围仅为j$Q#6 可以实现精确的灰度电压9另外从芯片面积来看 如果采用传统的带有补偿电容的输出缓冲电路 所需补偿电容约#!$$X2若用3(3 $Q>T2 #B! 电容实现 占用面积约#@#B]#$@#B 占整体芯片面积的=Q#_9因此本文所设计的电路可有效地节省芯片面积9V!结论本文在详细分析了525N1&4驱动芯片负荷变动特性的基础上 提出并设计了一种结构简单 低功耗的新型输出缓冲电路9通过负反馈动态控制输出级的工作状态 具有交替提供拉电流和灌电流的驱动能力 可有效抑制输出电压的波动9与传统的两级运算放大器电路相比 电路结构简单 稳定性能好降低了静态功耗并节省了芯片面积9本文所设计的+!""第#!期魏廷存等#!中小屏幕525N 1&4驱动芯片的输出缓冲电路电路已成功应用到我们自主研发的一款手机用单片集成525N 1&4驱动控制芯片1113龙腾5#4中!经对工程样片的测试!其性能完全满足中小屏幕525N1&4驱动控制芯片的要求9参考文献'#(!b D B <+!b D B f R !'7G H +f917Y X 7Y :K!%$e;787K5251&47G :N ;E D X L K D V :K(&9@O E(G O :K G C O D 7G C 8+c B X7M D F B 7G d F C 8D O c *8:;O K 7G D ;4:M D H GU K 7;::L D G HM !!$$S ##!%'!(!f C G H '7G H !1D G H `E D E F C !g C G H R C G H !:O C 89'D H ED B C H:I F C 8D O c C G L87Y X 7Y :KL K D V D G H B:O E 7LT 7K525N 1&49&E D N G :M :,7F K G C 87T1D I F D L &K c M O C 8MC G L 4D M X 8C cM !#???!#S "S $#!?%"D G&E D G :M :$'杨虹!凌志华!王刚!等9高画质&低功耗的525N 1&4直接驱动方法9液晶与显示!#???!#S "S $#!?%('=(!088:GU *!'78W :K H 4/9&3-+C G C 87H ;D K ;F D OL :M D H G 9!G L :L 9.+0#-P T 7K L.G D V :K M D O c U K :M M !!$$!'S (!/D W G :K4<!&7X :8C G L 3094:M D H GO :;E G D IF :M T 7K ;C M ;C L :L &3-+-X C B X MY D O E D B XK 7V :LU +//C G L ;7BB 7G N B 7L :D G N X F O K C G H:9(***,+78D L N +O C O :&D K ;F D O M !#?>S !+&N #?"%$#?#?'@(!0E F Z C <b90GD B X K 7V :L T K :I F :G ;c ;7B X :G M C O D 7GO :;E N G D I F :T 7K&3-+7X :K C O D 7G C 8C B X8D T D :K 9(***,+78D L N +O C O :&D K ;F D O M!#?>=!+&N #>"%$#%!?'%(!(O C e F K C5!(D L C 590M D B X 8:X E C M :;7B X :G M C O D 7GO :;E G D IF :Y D O E D B X K 7V :LU +//T 7K&3-+7X C B XM 9U K 7;(5&N &+&&*??!#???#!>?'"(!(O C e F K C5!3D G C B D J C e D'9#$#0I F D :M ;:G O ;F K K :G O 7X C B X L :N M D H GT 7K 1&4L K D V :K(&M 9(*(&*5K C G M 2F G L C B :G O !#??>!*>#N 0"!$#!=$'>(!(O C e F K C5!3D G C B D J C e D'90O Y 7N H C D G N M O C H :C B X8D T D :KY D O E 7F O C G7G N ;E D X B D 88:K;C XC ;D O 7KD G C G 1&4L K D V :K(&9(*(&*5K C G M2F G L C B :G O !!$$!!*>@N 0">$##?#='?(!g F ,D C G E F D 90G C 8c M D M C G LL :M D H G7T&3-+C G C 87H D G O :H K C O :L ;D K ;F D O M 9<:D Z D G H #U F W 8D M E D G H '7F M :7T*8:;O K 7G D ;M(G L F M O K c!!$$S "D G&E D G :M :$'吴建辉9&3-+模拟集成电路分析与设计9北京#电子工业出版社!!$$S('#$(!/C J C V D<94:M D H G7TC G C 87H &3-+D G O :H K C O :L;D K ;F D O M 9):Y f 7K e #3;R K C Y N 'D 88!!$$#"B 3@B 3:B P P 05&>51B >38P 65,0<>B O65!O ;A A !>K 0I Q I 9N &GG 5>J 05#&"g :D5D G H ;F G A!4D G H \D G H W 7!C G LR C 74:cF CG "D Q ?0$?58G ?>&51=1>$&58?>@C 18$1&!R 5&$"#1@$1&8H 5=*$1>"8?>0=P 8?Q 1&@?$*!Z?*08!"#$$"!!C "?80$%C 835;13#<C M :L7G O E :L :O C D 8:L C G C 8c M D M 7T O E :87C L D G H X K 7X:K O D :M 7T CB :L D F B7K M B C 88M D J :525N 1&4L K D V :K (&!C G 7V :87F O N X F O W F T T :K ;D K ;F D O 7T L K D V D G H V 78O C H :M D M X K 7X 7M :L 9<c F M D G H G :H C O D V :V 78O C H :T ::L W C ;e !O E :7X :K C O D G H M O C O :M 7T O E :7F O X F O M O C H:D G O E :7F O X F O W F T T :K ;D K ;F D O ;C GW :;7G O K 788:LL c G C B D ;C 88c !Y E D ;E;C G X K 7V D L :M 7F K ;:;F K K :G O C G LM D G e;F K K :G O C 8O :K G C O :8c!M 7O E C O O E :7F O X F O V 78O C H :T 8F ;O F C O D 7G M ;C GW :K :Z :;O :L :T T :;O D V :8c 9&7B X C K :LY D O E C ;7G V :G O D 7G C 8X F M E N X F 887F O XF O W F T T :K ;D K ;F D O !D O E C M M F ;EC L V CG O CH :M C M 87Y :K M O C O D ;X 7Y :K;7G M F B X O D 7G !M B C 88:K;E D X C K :C !C G LW :O O :K M O C W D 8D O c 95Y 77F O XF OW F T T :K;D K ;F D O M L K D V DGH L D T T :K :G O V 78O C H :M C K :L :M D H G :L C G L D B X 8:B :G O :LF M D G H C $Q !@#B &3-+X K 7;:M M 9'+U (&*M D B F 8C OD 7G K :M F 8O M ME 7YO E C O O E :M O C O D ;;F K K :G O D M =#0C G L O E :7T T M :O V 78O C H :D M 8:M M O E C G j !B 692F K O E :K B 7K :!Y E :G O E :L K D V D G H V 78O C H :T 7K O E :525N 1&4XC G :8D M M Y D O ;E :LW :O Y ::G ^>C G L #%6!O E :T 8F ;O F C O D 7G M C G L O E :K :;7V :K D GH O D B :M 7T O E :7F O X F O V 78O C H :M C K :8:M M O E C G j $Q S 6C G L"#M !K :M X :;O D V :8c 9<c B :C M F K D G H O E :525N 1&4L K D V :K (&*M :G H D G ::K D G H M C B X 8:M !D O D M M E 7Y G O E C O O E :X K 7X 7M :L7F O X F O W F T T N :K ;D K ;F D O M ;C G;7B X 8:O :8c M C O D M T c O E :L :B C G L M 7T CB :L D F B7K M B C 88M D J :525N 1&4L K D V :K (&9D 0E F 65<8#525N 1&4L K D V :K (&%7F O X F O W F T T :K ;D K ;F D O %G :H C O D V :V 78O C H :T ::L W C ;e %M 7F K ;:;F K K :G O C G L M D G e;F K K :G O $$%&&##!$@%#!!$%53>1A 0#G #$!@=N S #"""!$$%$#!N !!#S N $%"U K 7Z :;O M F X X 7K O :LW c O E :)C O D 7G C 8'D H E5:;E G 787H c /:M :C K ;EC G L4:V :87X B :G O U K 7HK C B7T&E D G C ")79!$$@00#`##?=$A&7K K :M X 7G L D G H C F O E 7K 9*B C D 8#Y :D O ;!G Y XF 9:L F 9;G !/:;:D V :L#>3C c !$$%!K :V D M :LB C G F M ;K D X O K :;:D V :LS+:XO :B W :K !$$%"!$$%&E D G :M :(G M O D O F O :7T*8:;O K 7G D ;M &!""。

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TFTLCD液晶显示器的驱动原理(一)

TFTLCD液晶显示器的驱动原理(一)

TFT LCD液晶显示器的驱动原理(一)副标题:发表日期：2005-2-26 12:26:17 作者：谢崇凯点击数3206前两次跟大家介绍有关液晶显示器操作的基本原理, 那是针对液晶本身的特性,与TFT LCD本身结构上的操作原理来做介绍. 这次我们针对TFT LCD的整体系统面来做介绍, 也就是对其驱动原理来做介绍, 而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系, 而有所不同. 首先我们来介绍由于Cs(storage capacitor)储存电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理.Cs(storage capacitor)储存电容的架构一般最常见的储存电容架构有两种, 分别是Cs on gate与Cs on common这两种. 这两种顾名思义就可以知道, 它的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的. 在上一篇文章中, 我曾提到, 储存电容主要是为了让充好电的电压,能保持到下一次更新画面的时候之用. 所以我们就必须像在CMOS的制程之中, 利用不同层的走线, 来形成平行板电容. 而在TFT LCD的制程之中, 则是利用显示电极与gate走线或是common走线,所形成的平行板电容,来制作出储存电容Cs.图1就是这两种储存电容架构, 从图中我们可以很明显的知道, Cs on gate由于不必像Cs on common一样, 需要增加一条额外的common走线, 所以它的开口率(Aperture ratio)会比较大. 而开口率的大小, 是影响面板的亮度与设计的重要因素. 所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式. 但是由于Cs on gate的方式, 它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的. (请见图2的Cs on gate与Cs on common的等效电路) 而gate走线, 顾名思义就是接到每一个TFT的gate端的走线, 主要就是作为gate driver送出信号, 来打开TFT, 好让TFT对显示电极作充放电的动作. 所以当下一条gate走线, 送出电压要打开下一个TFT时 ,便会影响到储存电容上储存电压的大小. 不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短,(以1024*768分辨率, 60Hz更新频率的面板来说. 一条gate走线打开的时间约为20us, 而显示画面更新的时间约为16ms, 所以相对而言, 影响有限.) 所以当下一条gate走线关闭, 回复到原先的电压, 则Cs储存电容的电压, 也会随之恢复到正常. 这也是为什么, 大多数的储存电容设计都是采用Cs on g ate的方式的原因.至于common走线, 我们在这边也需要顺便介绍一下. 从图2中我们可以发现, 不管您采用怎样的储存电容架构, Clc的两端都是分别接到显示电极与common. 既然液晶是充满在上下两片玻璃之间, 而显示电极与TFT都是位在同一片玻璃上, 则common电极很明显的就是位在另一片玻璃之上. 如此一来, 由液晶所形成的平行板电容Clc, 便是由上下两片玻璃的显示电极与common电极所形成. 而位于Cs储存电容上的common电极, 则是另外利用位于与显示电极同一片玻璃上的走线, 这跟Clc上的common电极是不一样的, 只不过它们最后都是接到相同的电压就是了.整块面板的电路架构从图3中我们可以看到整片面板的等效电路, 其中每一个TFT与Clc跟Cs所并联的电容, 代表一个显示的点. 而一个基本的显示单元pixel,则需要三个这样显示的点,分别来代表RGB三原色. 以一个1024*768分辨率的TFT LCD来说, 共需要1024*768*3个这样的点组合而成. 整片面板的大致结构就是这样, 然后再藉由如图3中 gate driver所送出的波形, 依序将每一行的TFT打开, 好让整排的source driver同时将一整行的显示点, 充电到各自所需的电压, 显示不同的灰阶. 当这一行充好电时, gate driver便将电压关闭, 然后下一行的gate driver便将电压打开, 再由相同的一排source driver对下一行的显示点进行充放电. 如此依序下去, 当充好了最后一行的显示点, 便又回过来从头从第一行再开始充电. 以一个1024*768 SVGA分辨率的液晶显示器来说, 总共会有768行的gate走线, 而source走线则共需要1024*3=3072条. 以一般的液晶显示器多为60Hz的更新频率来说, 每一个画面的显示时间约为1/60=16.67ms. 由于画面的组成为768行的gate走线, 所以分配给每一条gate走线的开关时间约为16.67ms/768=21.7us. 所以在图3 gate driver送出的波形中, 我们就可以看到, 这些波形为一个接着一个宽度为21.7us的脉波, 依序打开每一行的TFT. 而sour ce driver则在这21.7us的时间内, 经由source走线, 将显示电极充放电到所需的电压, 好显示出相对应的灰阶.面板的各种极性变换方式由于液晶分子还有一种特性,就是不能够一直固定在某一个电压不变, 不然时间久了, 你即使将电压取消掉, 液晶分子会因为特性的破坏, 而无法再因应电场的变化来转动, 以形成不同的灰阶. 所以每隔一段时间, 就必须将电压恢复原状, 以避免液晶分子的特性遭到破坏. 但是如果画面一直不动, 也就是说画面一直显示同一个灰阶的时候怎么办? 所以液晶显示器内的显示电压就分成了两种极性, 一个是正极性, 而另一个是负极性. 当显示电极的电压高于common电极电压时, 就称之为正极性. 而当显示电极的电压低于common电极的电压时, 就称之为负极性. 不管是正极性或是负极性, 都会有一组相同亮度的灰阶. 所以当上下两层玻璃的压差绝对值是固定时, 不管是显示电极的电压高, 或是common电极的电压高, 所表现出来的灰阶是一模一样的. 不过这两种情况下, 液晶分子的转向却是完全相反, 也就可以避免掉上述当液晶分子转向一直固定在一个方向时, 所造成的特性破坏. 也就是说, 当显示画面一直不动时, 我们仍然可以藉由正负极性不停的交替, 达到显示画面不动, 同时液晶分子不被破坏掉特性的结果. 所以当您所看到的液晶显示器画面虽然静止不动, 其实里面的电压正在不停的作更换, 而其中的液晶分子正不停的一次往这边转, 另一次往反方向转呢!图4就是面板各种不同极性的变换方式, 虽然有这么多种的转换方式, 它们有一个共通点, 都是在下一次更换画面数据的时候来改变极性. 以60Hz的更新频率来说, 也就是每16ms, 更改一次画面的极性. 也就是说, 对于同一点而言, 它的极性是不停的变换的. 而相邻的点是否拥有相同的极性, 那可就依照不同的极性转换方式来决定了. 首先是frame inversion, 它整个画面所有相邻的点, 都是拥有相同的极性. 而row inversion与column inversion则各自在相邻的行与列上拥有相同的极性. 另外在dot inversi on上, 则是每个点与自己相邻的上下左右四个点, 是不一样的极性. 最后是delta inversion, 由于它的排列比较不一样, 所以它是以RGB三个点所形成的pixel作为一个基本单位, 当以pixel为单位时, 它就与dot inversion很相似了, 也就是每个pixel与自己上下左右相邻的pixel,是使用不同的极性来显示的.Common电极的驱动方式图5及图6为两种不同的Common电极的电压驱动方式, 图5中Common电极的电压是一直固定不动的, 而显示电极的电压却是依照其灰阶的不同, 不停的上下变动. 图5中是256灰阶的显示电极波形变化, 以V0这个灰阶而言, 如果您要在面板上一直显示V0这个灰阶的话, 则显示电极的电压就必须一次很高, 但是另一次却很低的这种方式来变化. 为什么要这么复杂呢? 就如同我们前面所提到的原因一样, 就是为了让液晶分子不会一直保持在同一个转向, 而导致物理特性的永久破坏. 因此在不同的frame中, 以V0这个灰阶来说, 它的显示电极与common电极的压差绝对值是固定的, 所以它的灰阶也一直不曾更动. 只不过位在Clc两端的电压, 一次是正的, 称之为正极性, 而另一次是负的, 称之为负极性. 而为了达到极性不停变换这个目的, 我们也可以让common电压不停的变动, 同样也可以达到让Clc两端的压差绝对值固定不变, 而灰阶也不会变化的效果, 而这种方法, 就是图6所显示的波形变化. 这个方法只是将common电压一次很大, 一次很小的变化. 当然啦, 它一定要比灰阶中最大的电压还大, 而电压小的时候则要比灰阶中最小的电压还要小才行. 而各灰阶的电压与图5中的一样, 仍然要一次大一次小的变化.这两种不同的Common驱动方式影响最大的就是source driver的使用. 以图7中的不同Common电压驱动方式的穿透率来说, 我们可以看到, 当common电极的电压是固定不变的时候, 显示电极的最高电压, 需要到达common电极电压的两倍以上. 而显示电极电压的提供, 则是来自于source driver. 以图七中common电极电压若是固定于5伏特的话, 则source driver所能提供的工作电压范围就要到10伏特以上. 但是如果common电极的电压是变动的话, 假使common电极电压最大为5伏特, 则source driver 的最大工作电压也只要为5伏特就可以了. 就source driver的设计制造来说, 需要越高电压的工作范围, 制程与电路的复杂度相对会提高, 成本也会因此而加高.面板极性变换与common电极驱动方式的选用并不是所有的面板极性转换方式都可以搭配上述两种common电极的驱动方式. 当common电极电压固定不变时, 可以使用所有的面板极性转换. 但是如果common电压是变动的话, 则面板极性转换就只能选用frame inversion与row inversion.(请见表1) 也就是说, 如果你想使用column inversion或是dot inversion的话, 你就只能选用 common电极电压固定不动的驱动方式. 为什么呢?之前我们曾经提到 common电极是位于跟显示电极不同的玻璃上, 在实际的制作上时, 其实这一整片玻璃都是common电极. 也就是说, 在面板上所有的显示点, 它们的common电压是全部接在一起的. 其次由于gate driver的操作方式是将同一行的所有TFT打开,好让source driver去充电, 而这一行的所有显示点, 它的common电极都是接在一起的, 所以如果你是选用common电极电压是可变动的方式的话, 是无法在一行TFT上, 来同时做到显示正极性与负极性的. 而column inversion与dot inversion的极性变换方式, 在一行的显示点上, 是要求每个相邻的点拥有不同的正负极性的. 这也就是为什么 common电极电压变动的方式仅能适用于frame inv ersion与row inversion的缘故. 而common电极电压固定的方式, 就没有这些限制. 因为其common电压一直固定, 只要source dri ver能将电压充到比common大就可以得到正极性, 比common电压小就可以得到负极性, 所以common电极电压固定的方式, 可以适用于各种面板极性的变换方式.表1各种面板极性变换的比较现在常见使用在个人计算机上的液晶显示器, 所使用的面板极性变换方式, 大部分都是dot inversion. 为什么呢? 原因无它, 只因为dot inversion的显示品质相对于其它的面板极性变换方式, 要来的好太多了. 表2是各种面板极性变换方式的比较表. 所谓Flicker的现象, 就是当你看液晶显示器的画面上时, 你会感觉到画面会有闪烁的感觉. 它并不是故意让显示画面一亮一灭来做出闪烁的视觉效果, 而是因为显示的画面灰阶在每次更新画面时, 会有些微的变动, 让人眼感受到画面在闪烁. 这种情况最容易发生在使用frame inversion的极性变换方式, 因为frame inversion整个画面都是同一极性, 当这次画面是正极性时, 下次整个画面就都变成了是负极性. 假若你是使用common电压固定的方式来驱动, 而common电压又有了一点误差(请见图8),这时候正负极性的同一灰阶电压便会有差别, 当然灰阶的感觉也就不一样. 在不停切换画面的情况下, 由于正负极性画面交替出现,你就会感觉到Flicker的存在. 而其它面板的极性变换方式, 虽然也会有此flicker的现象, 但由于它不像frame inversion 是同时整个画面一齐变换极性, 只有一行或是一列, 甚至于是一个点变化极性而已. 以人眼的感觉来说, 就会比较不明显. 至于crosstalk 的现象, 它指的就是相邻的点之间, 要显示的资料会影响到对方, 以致于显示的画面会有不正确的状况. 虽然crosstalk的现象成因有很多种, 只要相邻点的极性不一样, 便可以减低此一现象的发生. 综合这些特性, 我们就可以知道, 为何大多数人都使用dot inve rsion了.表2面板极性变换方式Flicker的现象Crosstalk的现象Frame inversion明显垂直与水平方向都易发生Row inversion不明显水平方向容易发生面板极性变换方式, 对于耗电也有不同的影响. 不过它在耗电上需要考量其搭配的common电极驱动方式. 一般来说 common 电极电压若是固定, 其驱动common电极的耗电会比较小. 但是由于搭配common电压固定方式的source driver其所需的电压比较高,反而在source driver的耗电会比较大. 但是如果使用相同的common电极驱动方式, 在source driver的耗电来说,就要考量其输出电压的变动频率与变动电压大小. 一般来说, 在此种情形下, source driver的耗电,会有 dot inversion > row inversion > colum n inversion > frame inversion的状况. 不过现今由于dot inversion的source driver多是使用PN型的OP, 而不是像row inver sion是使用rail to rail OP, 在source driver中OP的耗电就会比较小. 也就是说由于source driver在结构及电路上的改进, 虽然先天上它的输出电压变动频率最高也最大(变动电压最大接近10伏特,而row inversion面板由于多是使用common电极电压变动的方式,其source driver的变动电压最大只有5伏特,耗电上会比较小), 但dot inversion面板的整体耗电已经减低很多了. 这也就是为什么大多数的液晶显示器都是使用dot inversion的方式.参考数据:1.交通大学次微米人才培训课程, 平面显示器原理讲义.2.财团法人自强基金会电子工业人才培训课程, 液晶显示器显示原理讲义.TFT LCD液晶显示器的驱动原理(二)副标题:发表日期：2005-2-26 12:36:33 作者：谢崇凯点击数2612 续TFT LCD液晶显示器的驱动原理(一)上次跟大家介绍液晶显示器的驱动原理中有关储存电容架构,面板极性变换方式,以及common电压的驱动方式.这次我们延续上次的内容,继续针对feed through电压,以及二阶驱动的原理来做介绍.简单来说Feed through电压主要是由于面板上的寄生电容而产生的,而所谓三阶驱动的原理就是为了解决此一问题而发展出来的解决方式,不过我们这次只介绍二阶驱动,至于三阶驱动甚至是四阶驱动则留到下一次再介绍.在介绍feed through电压之前,我们先解释驱动系统中gate driver 所送出波形的timing图.SVGA分辨率的二阶驱动波形我们常见的1024*768分辨率的屏幕,就是我们通常称之为SVGA分辨率的屏幕.它的组成顾名思义就是以1024*768=78 6432个pixel来组成一个画面的数据.以液晶显示器来说,共需要1024*768*3个点(乘3是因为一个pixel需要蓝色,绿色,红色三个点来组成.)来显示一个画面.通常在面板的规划,把一个平面分成X-Y轴来说,在X轴上会有1024*3=3072列.这3072列就由8颗384输出channel的source driver来负责推动.而在Y轴上,会有768行.这768行,就由3颗256输出channel的gate driver来负责驱动.图1就是SVGA分辨率的gate driver输出波形的timing图.图中gate 1 ~ 768分别代表着768个gate driver的输出.以SVGA的分辨率,60Hz的画面更新频率来计算,一个frame的周期约为16.67 ms.对gate 1来说,它的启动时间周期一样为16.67ms.而在这16.67 ms之间,分别需要让gate 1 ~ 768共768条输出线,依序打开再关闭.所以分配到每条线打开的时间仅有16.67ms/768=21.7us而已.所以每一条gate driver打开的时间相对于整个frame是很短的,而在这短短的打开时间之内,source driver再将相对应的显示电极充电到所需的电压.而所谓的二阶驱动就是指gate driver的输出电压仅有两种数值,一为打开电压,一为关闭电压.而对于common电压不变的驱动方式,不管何时何地,电压都是固定不动的.但是对于common电压变动的驱动方式,在每一个frame开始的第一条gat e 1打开之前,就必须把电压改变一次.为什么要将这些输出电压的timing介绍过一次呢?因为我们接下来要讨论的feed thr ough电压,它的成因主要是因为面板上其它电压的变化,经由寄生电容或是储存电容,影响到显示电极电压的正确性.在LCD面板上主要的电压变化来源有3个,分别是gate driver电压变化,source driver电压变化,以及common电压变化.而这其中影响最大的就是gate driver电压变化(经由Cgd或是Cs),以及common电压变化(经由Clc或是Cs+Clc).Cs on common架构且common电压固定不动的feed through电压我们刚才提到,造成有feed through电压的主因有两个.而在common电压固定不动的架构下,造成feed through电压的主因就只有gate driver的电压变化了.在图2中,就是显示电极电压因为feed through电压影响,而造成电压变化的波形图.在图中,请注意到gate driver打开的时间,相对于每个frame的时间比例是不正确的.在此我们是为了能仔细解释每个fr ame的动作,所以将gate driver打开的时间画的比较大.请记住,正确的gate driver打开时间是如同图1所示,需要在一个f rame的时间内,依序将768个gate driver走线打开的.所以每个gate走线打开的时间,相对于一个frame的时间,是很短的.当gate走线打开或关闭的那一瞬间,电压的变化是最激烈的,大约会有30~40伏特,再经由Cgd的寄生电容,影响到显示电极的电压.在图3中,我们可以看到Cgd寄生电容的存在位置.其实Cgd的发生,跟一般的CMOS电路一样,是位于MOS的ga te与drain端的寄生电容.但是由于在TFT LCD面板上gate端是接到gate driver输出的走线,因此一但在gate driver输出走在线的电压有了激烈变化,便会影响到显示电极上的电压.在图2之中,当Frame N的gate走线打开时,会产生一个向上的feed through电压到显示电极之上.不过此时由于gate走线打开的缘故,source driver会对显示电极开始充电,因此即便一开始的电压不对(因为feed through电压的影响),source driver仍会将显示电极充电到正确的电压,影响便不会太大.但是如果当gate走线关闭的时候,由于source driver已经不再对显示电极充电,所以gate driver关闭时的电压压降(30~40伏特),便会经由Cgd寄生电容feed through到显示电极之上,造成显示电极电压有一个feed through的电压压降,而影响到灰阶显示的正确性.而且这个feed through电压不像gate走线打开时的feed through电压一样,只影响一下子,由于此时sour ce driver已经不再对显示电极充放电,feed through电压压降会一值影响显示电极的电压,直到下一次gate driver走在线的电压再打开的时后.所以这个feed through电压对于显示画面的灰阶的影响,人眼是可以明确的感觉到它的存在的.而在Fr ame N+1的时候,刚开始当gate driver走线打开的那一瞬间,也会对显示电极产生一个向上的feed through电压,不过这时候由于gate已经打开的缘故,source driver会开始对显示电极充电,因此这个向上的feed through电压影响的时间便不会太长.但是当gate走线再度关闭的时候,向下的feed through电压便会让处在负极性的显示电极电压再往下降,而且受到影响的负极性显示电压会一直维持到下一次gate走线再打开的时候.所以整体来说,显示电极上的有效电压,会比source driver 的输出电压要低.而减少的电压大小刚好为gate走线电压变化经由Cgd的feed through电压.这个电压有多大呢?在图4中,我们以电荷不灭定律,可以推导出feed through电压为 (Vg2 – Vg1) * Cgd / (Cgd + Clc + Cs) .假设Cgd=0.05pF,而Clc=0.1pF, Cs=0.5pF且gate走线从打开到关闭的电压为–35伏特的话. 则feed through电压为–35*0.05 / (0.05+0.1+0.5) = 2.69伏特. 一般一个灰阶与另一个灰阶的电压差约仅有30到50 mV而已(这是以6 bit的分辨率而言,若是8 bit分辨率则仅有3到5 mV而已).因此feed through电压影响灰阶是很严重的.以normal white的偏光板配置来说,会造成正极性的灰阶会比原先预期的来得更亮,而负极型的灰阶会比原先预期的来得更暗.不过恰好feed through电压的方向有一致性,所以我们只要将common电压向下调整即可.从图2中我们可以看到,修正后的common电压与原先的common电压的压差恰好等于feed through电压.Cs on common架构且common电压变动的feed through电压图5为Cs on common且common电压变动的电压波形,由于其common电压是随着每一个frame而变动的,因此跟comm on电压固定的波形比较起来.其产生的feed through电压来源会再多增加一个,那就是common电压的变化.这个common电压的变化,经由Clc+Cs的电容,便会影响到显示电极的电压.且由于整个LCD面板上所有显示点的Clc与Cs都是接到common电压,所以一但common电压有了变化,受影响的就是整个面板的所有点.跟前面gate电压变化不一样的是,gate电压变化影响到的只是一整行的显示点而已.不过Common电压变化虽然对显示电极的电压有影响,但是对于灰阶的影响却没有像gate电压变化来的大.怎么说呢?如果我们使用跟前面一样的电容参数值,再套用图6所推导出来的公式,再假设Common电压由0伏特变到5伏特,则common电压变化所产生的feed through电压为(5 -0)*(0.1pF+ 0.5pF) / (0.05pF + 0.1pF +0.5pF) = 5 * 0.6/ 0.65=4.62伏特.虽然显示电极增加这么多电压,但是common电极也增加了5伏特.因此在Clc两端,也就是液晶的两端,所看到的压差变化,就只有4.62-5=0.38伏特而已.跟之前gate走线电压变化所产生的feed through电压2.69伏特比较起来要小的多了,所以对灰阶的影响也小多了.且由于它所产生的feed through电压有对称性,不像Gate走线所产生的feed through 电压是一律往下,所以就同一个显示点来说,在视觉对灰阶的表现影响会比较小.当然啦,虽然比较小,但是由于对整个LCD面板的横向的768行来说, common电压变化所发生的时间点,跟gate走线打开的时间间隔并不一致,所以对整个画面的灰阶影响是不一样的.这样一来,就很难做调整以便改进画面品质,这也是为什么common电压变动的驱动方式,越来越少人使用的缘故.Cs on gate架构且common电压固定不动的feed through电压图7是Cs on gate且common电压固定不动的电压波形图.它并没有common电压变化所造成的feed through电压,它只有由于gate电压变化所造成的feed through电压.不过它跟Cs on common不一样的是,由gate电压变化所造成的feed through电压来源有两个地方,一个是自己这一条gate走线打开经由Cgd产生的feed through电压,另一个则是上一条gat e走线打开时,经由Cs所产生的feed through电压.经由Cgd的feed through电压跟前面所讨论过的状况是一样的,在这边就不再提了.但是经由Cs的feed through电压,是因为Cs on gate的关系,如图3所示.Cs on gate的架构,它的储存电容另一端并不是接到common电压,而是接到前一条gate走线,因此在我们这一条gate走线打开之前,也就是前一条gate走线打开时,在前一条gate走线的电压变化,便会经由Cs对我们的显示电极造成feed through电压.依照图8的公式,同时套用前面的电容参数与gate电压变化值,我们可得到此一feed through电压约为 35*0.5pF/(0.5pF+0.1pF+0.05pF)=26.92伏特.这样的feed through电压是很大的,不过当前一条gate走线关闭时,这个feed through电压也会随之消失.而且前一条gate走线从打开到关闭,以SVGA分辨率的屏幕来说,约只有21.7us的时间而已.相对于一个frame的时间16.67ms是很短的.再者当前一条gate走线的feed through电压影响显示电极后,我们这一条的gate走线也随之打开,source driver立刻将显示电极的电压充放电到所要的目标值.从这种种的结果看来,前一条gate走线的电压变化,对于我们的显示电极所表现的灰阶,几乎是没有影响的.因此对于Cs on gate且common电压固定不动的驱动方式来说,影响最大的仍然是gate走在线电压变化经由Cgd产生的feed through电压,而其解决方式跟前面几个一样,只需将common电压往下调整即可.Cs on gate架构且common电压变动的feed through电压图9是Cs on gate架构且common电压变动的feed through电压波形图.这样子的架构,刚好有了前面3种架构的所有缺点,那就是 gate走线经由Cgd的feed through电压,和前一条gate走线经由Cs的feed through电压,以及Common电压变化经由Clc的feed through电压.可想而知,在实际的面板设计上几乎是没有人使用这种架构的.而这4种架构中最常用的就是 Cs on gate架构且common电压固定不动的架构.因为它只需要考虑经由Cgd的feed through电压,而Cs on gate的架构可得到较大的开口率的缘故.二阶驱动(Two level addressing)的效应请关注：TFT LCD液晶显示器的驱动原理(三)来自:平板显示吧责任编辑:adminTFT LCD液晶显示器的驱动原理(三)副标题:。

buck电路lcd缓冲电路工作原理

buck电路lcd缓冲电路工作原理

一、概述在电子设备中，LCD（Liquid Crystal Display）液晶显示屏已经成为一种常见的显示技术。

而在LCD的驱动电路中，缓冲电路的作用十分重要。

本文将介绍在LCD驱动电路中常见的缓冲电路——buck电路的工作原理。

二、LCD驱动电路概述1. LCD显示屏原理LCD显示屏通过在液晶材料中施加电场来控制光的透过程度，从而显示出不同的图案和文字。

其驱动电路通常由更替的开关电源和缓冲电路组成，以便精确控制电场的幅度和方向。

2. 缓冲电路的重要性在LCD的驱动电路中，缓冲电路的作用是将输入信号的阻抗转换为适合驱动LCD的输出阻抗。

缓冲电路还能提供电流放大和隔离的功能，以保护LCD显示屏和驱动电路。

三、buck电路的基本原理1. buck电路概述buck电路是一种DC-DC转换电路，其工作原理是通过开关管的不断连接和断开，将输入电压稳定降低到所需的输出电压。

在LCD驱动电路中，buck电路常常被用来为显示屏提供稳定的电压。

2. buck电路的工作原理buck电路中包含一个功率开关、电感、电容和二极管。

当功率开关闭合时，电感带动电流增大，储存能量；当功率开关断开时，电感释放能量，输出电压减小。

通过不断地调整开关管的闭合时间，buck电路可以将输入电压稳定地降低到所需的输出电压。

四、LCD驱动电路中的buck电路应用1. buck电路的稳压特性在LCD驱动电路中，正常工作需要稳定的电压输出。

buck电路通过内置的反馈控制电路，能够对输入电压进行精确的调整，以获得稳定的输出电压。

2. buck电路的节能特性LCD作为电子设备中常见的显示技术，对功耗的要求很高。

buck电路能够高效地将输入电压转换为所需的输出电压，减少了电能的损耗，达到了节能的效果。

3. buck电路的稳定性和可靠性LCD在工作时需要稳定的电压输出，同时又要求对电源的质量要求较高。

buck电路能够满足LCD驱动电路对电压输出的稳定性和可靠性的要求，保证LCD工作的稳定和可靠。

TFT-LCD各功能电路原理

TFT-LCD各功能电路原理

TFT-LCD各功能电路原理通过前阶段对PWB的ASIC、DC/DC、GAMMA电路及IC的原理学习后，我对TFT-LCD的电路原理有了一定的了解，现总结归纳如下。

一、输入信号的提供目前CPTW所用到的讯号产生器有两种：PDC（MA4004U）和COMOS。

对于实装和组立点灯都采用PDC，提供Vin、RANO/RAPO、RBNO/RBPO、RCNO/RCPO、RDNO/RDPO、RANE/RAPE、RBNE/RBPE、 RCNE/RCPE、RDNE/RDPE、RCLKN/RCLKP、Vbuff等。

二、PWB产生工作电压和信号的过程PWB由S-PWB和G-PWB组成，分别完成不同的功能，它们的作用有很大差别：S-PWB作用是POWER电压分配VDD/VIN：模组消耗电压；VCOM：液晶偏转基准电压；VDDA：阶调电压，即GAMMA电压，配合Data信号输出S极所需电压； VDDG：G极电压，液晶开启电压；VEEG：G极电压，液晶关闭电压；VDDD：IC工作电压，包括ASIC、S-IC、G-IC；Data信号处理及传输（与GAMMA电压配合，输出S极电压）、Timing Control （控制数据传输的时序，达到稳定显示的作用）；G-PWB：只起到线路的连接作用。

现将S-PWB之组成简介如下：1．ASIC该部分借助一集成芯片（IC101）产生时序信号和DATA。

其INPUT为RANO/RAPO、RBNO/RBPO、RCNO/RCPO、RDNO/RDPO、RANE/RAPE、RBNE/RBPE、RCNE/RCPE、RDNE/RDPE、RCLKN/RCLKP以及一些控制信号，这十组DATA借助10个差分电阻（R101～R110）产生如下时序信号和DATA：HMS 、OE、CLKV、STV、POL、LP、STH-F、STH-B、F-D[00：19]、B-D[00：19]。

2．POWER电路该部分主要产生控制液晶偏转所需要之电压：VDDD、VDDA、VDDG、VEEG、VCOM 和VGAM1~10。

TFTLCD驱动电路的设计

TFTLCD驱动电路的设计

TFT-LCD驱动电路的设计薄膜晶体管液晶显示器(TFT―LCD)具有重量轻、平板化、低功耗、无辐射、显示品质优良等特点，其应用领域正在逐步扩大，已经从音像制品、笔记本电脑等显示器发展到台式计算机、工程工作站(EWS)用监视器。

对液晶显示器的要求也正在向高分辨率，高彩色化发展。

由于CRT显示器和液晶屏具有不同的显示特性，两者的显示信号参数也不同，因此在计算机(或MCU)和液晶屏之间设计液晶显示器的驱动电路是必需的，其主要功能是通过调制输出到LCD电极上的电位信号、峰值、频率等参数来建立交流驱动电场。

本文实现了将VGA接口信号转换到模拟液晶屏上显示的驱动电路，采用ADI公司的高性能DSP芯片ADSP―21160来实现驱动电路的主要功能。

硬件电路设计AD9883A是高性能的三通道视频ADC可以同时实现对RGB三色信号的实时采样。

系统采用32位浮点芯片ADSP-21160来处理数据，能实时完成伽玛校正、时基校正，图像优化等处理，且满足了系统的各项性能需求。

ADSP-21160有6个独立的高速8位并行链路口，分别连接ADSP-21160前端的模数转换芯片AD9883A和后端的数模转换芯片ADV7125。

ADSP-21160具有超级哈佛结构，支持单指令多操作数(SIMD)模式，采用高效的汇编语言编程能实现对视频信号的实时处理，不会因为处理数据时间长而出现延迟。

系统硬件原理框图如图1所示。

系统采用不同的链路口完成输入和输出，可以避免采用总线可能产生的通道冲突。

模拟视频信号由AD9883A完成模数转换。

AD9883A 是个三通道的ADC，因此系统可以完成单色的视频信号处理，也可以完成彩色的视频信号处理。

采样所得视频数字信号经链路口输入到ADSP-21160，完成处理后由不同的链路口输出到ADV7125，完成数模转换。

ADV7125是三通道的DAC，同样也可以用于处理彩色信号。

输出视频信号到灰度电压产生电路，得到驱动液晶屏所需要的驱动电压。