电视专用的lcd面板对图像质量要求非常高,同时比传统的面板要求更高精度的灰度校正。本文介绍了rohm公司带dac的高精度等级电压发生器芯片bd8132fv以及如何使用它实现与色彩重现性相关的图像灰度校正回路,以满足电视应用的要求。
lcd面板原本是作为pc显示器而开发,随着市场需要,产量不断扩大,近几年,开始被应用于电视,而广受瞩目。因此,过去作为时钟或文字处理器等显示媒介的lcd面板在显示性能,尤其是对比度、色彩重现性和灵敏性等性能上都急需进一步的改进。
图1:crt电视的灰度特性。
使用lcd替代传统的crt电视时,必须重现与crt一样的图像色彩。但是,不同的视频信号,crt和lcd对产生印加电压的光输出量也不同,因此,lcd必须将对印加电压的光输出量补偿到与crt一样。通常,这种关系以“灰度”值来表示。灰度值是以输入视频信号和输出视频信号的比值计算的。显像管电视的灰度值约为2.2~2.5(图1),所以电视用lcd面板的灰度值当然也应该补偿到这个数值水平,这就称为灰度校正。因为电视用面板必须更加忠实地再现输入视频信号,所以与传统的lcd面板相比,必须拥有更精准的灰度校正。
传统监视器lcd面板的灰度校正
通常,lcd面板对印加电压具有如图2所示的透过率特性。将这一特性补偿到crt的灰度值就要使用等级电压。所谓等级电压是指大小相差数个百分点的阶段性dc电压,根据这些电压值,以近似直线特征补偿面板的透过率特性,达到灰度校正的目的。
传统监视器用lcd面板中的等级电压发生回路由分立电阻形成的dc电压分压和放大器组成的电流缓冲回路构成(图3)。但是,这一结构由于电阻值的偏离幅度(±1%)和放大器的复位电压导致设定等级电压的偏离增大,而 终无法实现用于电视的高精度灰度校正。另一方面,由于电阻值仅有数十个等级,因此设定到目的等级电压就必须组合几十个电阻,结果需要更长的设计周期和更多成本。
满足电视应用要求的灰度校正
带dac的高精度数字控制等级电压发生器芯片如图4所示。3线串行的接口输入数字数据,利用dac转换为模拟dc电压后,通过电流缓冲输出等级电压。dac的清晰度为10位,可以输出1,024阶段的等级电压。等级电压输出数 多达18个信道,可以进行 大限度的等级百分设定,因此能够以近似直线 小限度地控制误差的产生。
图2:lcd面板的灰度特性和校正。
本驱动芯片的高精度化利用了驱动ic内部相邻电阻具备非常良好的相对精度这一特性。通过采用这种方式,能够把实际输出精度降低至±0.2%以下,设定精度提高为传统设定精度的5倍多。因此可以实现电视用lcd面板所需要的高精度灰度校正。
该芯片注重使用的方面性,还内设了自动读取eeprom数据的功能(以下称“自动读取功能”)。这样,如果在eeprom内写入目的等级数据,就可以自动产生等级电压,同时也可以节省数字信号设计等多余时间。另外,由于是数字控制,还可以获得如下附加价值:
1. 由于只需要变更数据,而完全不需更换有关灰度校正变更的基板,有效降低了开发成本;
2. 可以使用pc上软件完成灰度校正设计,因而缩短了设计、评估时间,降低了设计成本;
3. 每一块lcd面板,可以完成 适当的灰度校正;