LED掃描顯示屏拖尾問題分析及解決方案

1、概述

　　隨著LED的亮度不斷提高以及尺寸越來越小，更多的LED顯示屏進入室內將是一種趨勢。然而，由于LED亮度及像素密度的提高給LED屏的控制及驅動也帶來新的更高的要求。就一般室內屏而言，現在通用的控制方法均采用行列分控模式，即通常所說的掃描模式，其應用原理圖見圖1。

　　圖1

　　圖1是一個1/4掃的LED顯示屏原理圖。其工作原理是在1幀圖像內每行電源V1-V4按控制要求各開啟1/4的時間。這樣做的優點是可以更有效地利用LED的顯示特性以及降低硬件成本。其缺點就是在1幀圖像內，每行LED只能顯示1/4的時間。如：幀頻為50Hz時，每行的顯示時間為Tm=1000/(50×4)=5ms.若采用更高的幀頻或掃描級數進一步增加，那顯示時間將會更短，如50Hz幀頻，1/16掃描時，Tm=1.25ms.隨著Tm 的變短，行電源波形的上升、下降沿的品質對系統的正常運行就將是至關重要的。

　　圖2

　　圖3

　　2、問題分析

　　前面已經講述了掃描顯示屏的工作原理，圖2是1/4掃描行電源的理想波形圖。然而在實際應用中其波形與理想的相差甚遠。圖3是采用 4953作為行電源開關控制的波形圖。由于4953天然的缺陷，將其作為行電源的控制開關，其下降沿Tf將大于100μs.若忽略行電源上升沿時間(實際上，上升沿的時間很短可以忽略)，不難看出，在1幀圖像內，前一行與后一行會有約100μs的重疊時間。為便于分析計算，我們可以將重疊時間Tn近似為下降沿時間Tf .即：Tn=Tf .

　　如此，應該顯示第二行時前一行仍然會在Tn一段時間內以第二行的控制方式發光，在我們的視覺里就會看到前一行在微亮。亮度的大小與兩行重疊時間與顯示時間的比例成正比，即與Tn/Tm成正比。這里我們定義Tn/Tm為重疊比，還以50Hz幀頻為例，Tn/Tm=0.1/(1000/(4×50))=2%.看來2%的重疊比還不是很大。但隨著幀頻的提高或掃描級數的提高其重疊比Tn/Tm將會大大增加。

　　下面我們不妨把幀頻提高到250Hz再看一看，此時行電源開關控制波形圖如圖4.很顯然，此時的重疊比達到Tn/Tm=0.1/(1000/(4×250))=10%。在如此高的重疊比下，拖尾現象將會十分明顯。