LED顯示屏中的自動亮度控制

LED電子顯示屏是由許多相互獨立的像素點（發光元）排列而成，由于像素點的分離性，決定了其發光的控制和驅動只能以數字方式進行。這些像素點的發光狀態由控制器同步地控制，獨立驅動。視頻真彩色顯示意味著要對每一個像素點的亮度分別進行控制，并且要在規定的掃描時間內同步地完成。大屏幕是以數以萬計的像素點組成的，這使得系統的復雜性較兩值顯示大屏幕而言大為增加，并對總體的數據傳輸速度提出了更高的要求。給每一像素點設置一個常規D/A顯然是不現實的，必須尋找一種能最大限度降低系統復雜性且性能盡可能高的解決方案。

由視覺原理知道，人對像素點的平均亮度感覺可取決于它的亮/滅占空比。也就是說，只要對像素點亮/滅占空比進行調節，就能實現對亮度的控制。對LED電子顯示屏而言，這意味著只要將代表像素點亮度的數字轉換為像素點發光的時間（D/T轉換），即實現了亮度的D/A轉換。

設屏幕數據刷新的周期為，控制任意像素點亮度的數據為n位二進制數

D=bi2i（其中bi=0或1）

Ton為相應于D的發光時間，則像素點亮/滅的占空比為：

d=Ton/Ts=D= bi2i

該表達式可用可預置減法計數器實現，但每一像素點配一計數器將使得顯示電路異常復雜。上式改寫為：Ton=Ts bi2i，這意味著可將Ton分成幾個時間段，由于當足夠小時，幾個分離時間段合成的Ton與總長度相同的連續的Ton其視覺效果是相同的。于是，一般地有，對于n位二進制數據D=bi2i，將分Ts為n段，并選取適當時間分割函數f(i)，使得第i段Ti=Tsf(i)，其中0Tibi=Ts f(i)bi，這時d=Ton/Ts=Tibi/Ts=f(i)bi

即為此像素點的亮/滅占空比。由于函數f(i)對所有像素點而言可以是共同的，因而上式表明，只要用f(i)統一控制各個像素點，就能實現全屏幕所有像素點相互獨立而又同步的D/T轉換。對于單個像素點來說用圖1的電路可實現上式。圖中SFR為8位移位寄存器，圖為時間分割函數f(i)的波形。

大屏幕顯示驅動電路通常采用“串行移位+鎖存+驅動”的結構，以期盡量減少數據傳送線。要全屏幕同時實現上式，只要將所有ST信號統一由f(i)控制即可。當然這樣做的前提是要求移位寄存器中存放的是各個像素點控制數據中的同權位，而這可通過預先的數據處理做到。