标题: LED 调光技术提高了视频播放画面质量 [打印本页] 作者: feitiandadao 时间: 2011-12-5 22:04 标题: LED 调光技术提高了视频播放画面质量
LED 调光技术提高了视频播放画面质量
视频广告牌和超大屏幕等均要求大量的小型子系统，其包括电源、视频编码器及解器码、线路驱动器、数字信号处理器 (DSP) 等等，这些子系统密切协作以产生视频图像。对观众来说，最终结果是要拥有令人惊奇的高清晰度图像质量的超大屏幕全彩色视频。虽然观众对某个视频回放发出的欢呼声让整个体育场为之震动，但他们一点也不了解该视频系统中由 LED 驱动器实现的诸多功能。如果您仔细观察一下显示屏，您就会看到数以百计的单个视频面板。再靠近一点，您会发现每个面板都包含 16X16 像素。每个像素由三个 LED 组成：红色、绿色和蓝色。每个 LED 的阳极都电气连接到一个 LED 驱动器的输出。最终，这些数以万计的 LED 驱动器会控制通过几十万个 LED 的正向电流来生成视频图像。
电气设计人员面临的挑战是了解使用 LED 驱动器控制 LED 电流的最佳方法。大多数高端 LED 驱动器都为设计人员提供了多种控制其系统中 LED 电流的方法。这些驱动器拥有一些帮助调低 LED 亮度的特性，例如：点校正 (DC)、脉宽调制 (PWM) 调光和全局亮度控制 (BC) 等。尽管这些特性均提供同一种基本功能即调节 LED 亮度，但它们的使用却不同。理解如何正确地利用这些特性是拥有最佳品质视频的关键。
模拟与 PWM 亮度调节的对比
在了解 LED 驱动器的诸多高级特性以前，您首先必须了解降低 LED 亮度的两种方法：模拟调光方法和脉宽调制 (PWM) 调光方法。模拟调光方法是指改变流经 LED 的正向电流。利用一半的电流驱动 LED 可降低一半的亮度。尽管并不是绝对的 1：1，但是 LED 亮度会随着正向电流的变化而高度线性地变化。
PWM 调光方法是指通过开关电流来改变电流的脉宽，而不是改变振幅。LED 亮度受控于 LED 开启时间百分比，也即占空比。人眼的频率响应极限约为 60Hz 及以下。因此，以 60 Hz 以上的频率开关 LED，可让人眼只看到平均 LED 亮度。大多数显示器都以 100 Hz 或更高频率来实施 PWM 调光方法。就固定的 PWM 调光频率而言，更低的占空因数带来更低的LED亮度。图 1 显示了将一个 20 mA LED 调光至 25% 亮度时，模拟调光和 PWM 调光之间的对比情况。两个 LED 均获得了相同的亮度。
图 1 模拟调光与 PWM 调光的对比
点校正
LED 生产加工容差较难控制。对高质量显示较为重要的两个主要 LED 特性是发光强度和光谱纯度。不幸的是，每个 LED 的这两个特性都有可能差别很大，即使这些 LED 都来自同一家制造企业。在理想情况下，当处理器命令 LED 驱动器以相同电流开启所有红色 LED 时，它们便以相同亮度开启。实际上，相同电流的 LED 存在极大的亮度差异。相同正向电流条件下，一个典型可购得的 LED 部件型号具有 2：1 的亮度差异。
如果不对这种差异进行补偿，则 LED 面板的像素间亮度匹配就会非常的低。点校正 (DC) 提供了一款优异的解决方案，来对这些发光强度差异进行补偿。术语 DC 是指校正或者标准化某个 LED 显示器中每个像素（点）的强度。这是通过调节流经每个单独 LED 的模拟电流来实现的。必须在面板生产出来以后在工厂中进行初始 DC。测试设备测量 LED 发光强度，然后生成可编程到 IC 中的 DC 系数，从而达到调节 LED 亮度的目的。
一个典型的 LED 驱动器（如：TLC5946 等）利用单个电阻 Rset 设置每个输出的最大 LED 电流。点校正使用模拟调光方法来调节电流至该最大电流的某个百分比。DC 校正位数越大，最终 LED 亮度匹配也就越紧密。一个 6 位 DC 具有 64 离散电流水平，其从 0mA 到 Rset 电阻定义的最大电流。这样便可提供 1.59% 步长的正向电流。一个 7 位 DC 具有 0.79% 步长的正向电流。图 2 显示了一个成品面板点校正前后的亮度水平。
