我們一般將最簡(jiǎn)單、最優(yōu)化的配色方式作為,設(shè)計(jì)全彩顯示技術(shù)的顏色再現(xiàn)方法.白平衡是檢驗(yàn)顏色組成的重要標(biāo)志之一.三基色白光一般是紅綠藍(lán)三基色按亮度比例混合而成,當(dāng)光線中綠色的亮度為69%,紅色的亮度為21%,藍(lán)色的亮度為10%時(shí),混色后人眼感覺(jué)到的是純白色。
三基色組成方式
在三基色設(shè)計(jì)應(yīng)用中通常是，通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)定LED電流來(lái)達(dá)到白平衡和最大的期望亮度值。
三基色是指紅，綠，藍(lán)三色，各自對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)分別為700nm,546.1nm,435.8nm;
原色，又稱為基色，即用以調(diào)配其他色彩的基本色。原色的色純度最高，最純凈、最鮮艷�？梢哉{(diào)配出絕大多數(shù)色彩，而其他顏色不能調(diào)配出三原色。
三原色通常分為兩類， 一類是色光三原色，另一類是顏料三原色，但在美術(shù)上又把紅，黃，藍(lán)定義為色彩三原色。但是品紅加少量黃可以調(diào)出大紅（紅=M100+Y100），而大紅卻無(wú)法調(diào)出品紅；青加少量品紅可以得到藍(lán)（藍(lán)=C100+M100），而藍(lán)加綠得到的卻是不鮮艷的青；用黃、品紅、青三色能調(diào)配出更多的顏色，而且純正并鮮艷。用青加黃調(diào)出的綠（綠=Y100+C100），比藍(lán)加黃調(diào)出的綠更加純正與鮮艷，而后者調(diào)出的卻較為灰暗；品紅加青調(diào)出的紫是很純正的（紫=C20+M80），而大紅加藍(lán)只能得到灰紫等等。此外，從調(diào)配其他顏色的情況來(lái)看，都是以黃、品紅、青為其原色，色彩更為豐富、色光更為純正而鮮艷。（在3D MAX中，三原色為：紅黃藍(lán)）
綜上所述，無(wú)論是從原色的定義出發(fā)，還是以實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果驗(yàn)證，都足以說(shuō)明，把黃、品紅、青稱為三原色，較紅、黃、藍(lán)為三原色更為恰當(dāng)。
LED 紅、綠、藍(lán)三色的色品坐標(biāo)因工藝過(guò)程等原因無(wú)法達(dá)到全色譜的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱為配色。當(dāng)為全彩色LED 顯示屏進(jìn)行配色前，為了達(dá)到最佳亮度和最低的成本，應(yīng)盡量選擇三原色發(fā)光強(qiáng)度成大致為3：6：1 比例的LED 器件組成像素。白平衡要求三種原色在相同的調(diào)配值下合成的仍舊為純正的白色。單就LED來(lái)說(shuō)是很難實(shí)現(xiàn)，為了解決此類問(wèn)題，一般IC都會(huì)設(shè)計(jì)設(shè)置電流大小的功能，便于不同批次LED都可以達(dá)到同樣的白光效果。
色度圖中的三個(gè)頂點(diǎn)為理想的原色波長(zhǎng)。如果原色有偏差，則可合成顏色的區(qū)域會(huì)減小，光譜表中的三角形會(huì)縮小，從視覺(jué)角度來(lái)看，色彩不僅會(huì)有偏差，豐富程度減少，見(jiàn)下圖。
LED 發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光線根據(jù)其不同波長(zhǎng)特性可大致分為紫紅、純紅、橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、純綠、翠綠、藍(lán)綠、純藍(lán)、藍(lán)紫等，橙紅、黃綠、藍(lán)紫色較純紅、純綠、純藍(lán)價(jià)格上便宜很多。三個(gè)原色中綠色最為重要，因?yàn)榫G色占據(jù)了白色中69%的亮度，且處于色彩橫向排列表的中心。因此在權(quán)衡顏色的純度和價(jià)格兩者之間的關(guān)系時(shí)，綠色是著重考慮的對(duì)象。
三基色PWM調(diào)光
PWM Dimming （脈寬調(diào)制），是LED最佳的灰度調(diào)節(jié)方式。PWM說(shuō)的容易理解些，就是控制LED開(kāi)和關(guān)的時(shí)間比例，將開(kāi)和關(guān)的時(shí)間比例劃分為若干等級(jí)，LED就會(huì)顯示出相應(yīng)數(shù)量的灰階。
PWM頻率：剛才說(shuō)了PWM就是打開(kāi)和關(guān)閉LED的時(shí)間比例實(shí)現(xiàn)的，但是開(kāi)關(guān)次數(shù)不能使太低，最起碼要欺騙過(guò)眼睛。借鑒電視機(jī)的經(jīng)驗(yàn)一般大于100Hz，有些LED顯示屏?xí)艿綌z像機(jī)的拍攝，有條件的建議設(shè)計(jì)在300-500Hz較為合理。
在三基色設(shè)計(jì)應(yīng)用中通常是，通過(guò)調(diào)節(jié)LED電流來(lái)達(dá)到白平衡和最大的期望亮度，通過(guò)控制PWM來(lái)實(shí)現(xiàn)灰階等級(jí)。LED領(lǐng)域灰度等級(jí)數(shù)目分別有7色、8級(jí)、16級(jí)、32級(jí)、64級(jí)、128級(jí)、256級(jí)、512級(jí)等幾種方式。也可以是不同的數(shù)量級(jí)，這些數(shù)量等級(jí)主要是便于數(shù)字線路數(shù)據(jù)處理而已。比如非要?jiǎng)澐譃?00級(jí)，那也是可以的。
三基色的灰度等級(jí)乘積，是產(chǎn)品理論可以再現(xiàn)的顏色數(shù)量，通常我們說(shuō)多少種顏色。例如：?jiǎn)紊?56色，紅256（級(jí)）×綠256（級(jí)）×藍(lán)256（級(jí)）= 16777216（16KK種顏色）。
單色256級(jí)灰度已經(jīng)完全滿足眼睛的色域需要，目前的LCD液晶顯示器就是這樣，也是目前IC支持最多的灰階之一。因LED色差較大有使用512級(jí)灰度，實(shí)際使用矯正后的部分灰度顯示。512灰階比較有代表性的IC有，MBI5030、TLC5940、DM137、DM133、DM412等。點(diǎn)校正的設(shè)計(jì)方法。這個(gè)方法用來(lái)在大型顯示器中校準(zhǔn)每個(gè)象素。校準(zhǔn)完成后，或者說(shuō)完成點(diǎn)校正之后，當(dāng)顯示器調(diào)整到某個(gè)特定亮度時(shí)，每個(gè)象素都能提供一樣的亮度等級(jí)。
通用型驅(qū)動(dòng)方式-74HC595
74HC595通用邏輯器件，在數(shù)字線路上面一直扮演著重要的角色，在LED前階段沒(méi)有很好的IC支持時(shí)，74HC595串行數(shù)據(jù)傳輸在LED上得到了應(yīng)用。在目前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中還是有許多廠家使用。實(shí)際優(yōu)勢(shì)并不明顯，74HC595是解決了數(shù)據(jù)級(jí)聯(lián)傳輸問(wèn)題，但是IC并不恒流，一般是靠電阻限流或橋接小電流線路解決。長(zhǎng)距離壓差問(wèn)題，恒流顯得非常重要，恒流誤差也會(huì)較大的影響高灰度表現(xiàn)。輸出驅(qū)動(dòng)訊號(hào)是類似PWM信號(hào)，灰度是控制器產(chǎn)生的，要是設(shè)計(jì)較大的項(xiàng)目，就需要較快的傳輸速度和刷新率，所以對(duì)控制器和線路級(jí)聯(lián)要求相對(duì)較高。
WS2703 芯片是專門為L(zhǎng)ED 驅(qū)動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的芯片，可以應(yīng)用于LED 顯示系統(tǒng)，特比適合多離散點(diǎn)的級(jí)連應(yīng)用。WS2703 提供了3 個(gè)恒定電流驅(qū)動(dòng)輸出，驅(qū)動(dòng)電流最大為50mA。WS2703 芯片包括串行移位寄存器和輸出寄存器。經(jīng)串行移位寄存器，串移輸入轉(zhuǎn)為3bit 并行輸出，并把該輸出作為輸出寄存器的輸入。串移寄存器和輸出寄存器由不同的時(shí)鐘信號(hào)控制，并且都是在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿有效。WS2703 將控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)后輸出，該輸出可作為后級(jí)電路的輸入信號(hào)。
恒壓驅(qū)動(dòng)
WS2703提供恒定電壓驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)LED，在該模式下，WS2703兼容ZQL9712。該模式（POL=高電平或者懸空），適用于驅(qū)動(dòng)電流不大于50mA的情況。將Fig5中的RXFB設(shè)置為0，即直接將XFB短接到地， WS2703即可工作在該模式下。
外掛恒流驅(qū)動(dòng)模式
WS2703的外掛恒流驅(qū)動(dòng)模式使得其能夠以極低的成本串聯(lián)驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED，該模式下，POL＝高電平或懸空。
在設(shè)計(jì)中往往我們希望IC耐壓越高越好，但是這樣會(huì)和成本發(fā)生沖突。為了我們的設(shè)計(jì)利益最大化，最佳的方式是低壓制成設(shè)計(jì)，在需要較高的耐壓時(shí)增加三極管鉗位。這樣可以隨設(shè)計(jì)不同選擇最佳的鉗位方式，設(shè)計(jì)成本也得到了充分的考慮。見(jiàn)下圖：
級(jí)聯(lián)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)和連接
為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的級(jí)聯(lián)信號(hào)傳輸， WS2703在SDO和CKO數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸出端口集成了具有強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的推挽輸出電路，在2MHz的時(shí)鐘頻率下能夠?qū)崿F(xiàn)6米的驅(qū)動(dòng)距離。
點(diǎn)晶科技-DM412
這顆IC還是有很多其它IC不可替代的地方。 目前是唯一一款可以支持16位灰度調(diào)節(jié)的三位移位LED恒流IC。每路輸出高達(dá)16比特（65536級(jí)）灰階的可調(diào)線性電流，單路電流在200mA以內(nèi)；每路可單獨(dú)設(shè)置電流；內(nèi)置PWM功能；數(shù)據(jù)、時(shí)鐘和鎖存訊號(hào)輸出端均內(nèi)建緩沖器，支持長(zhǎng)串接應(yīng)用。高灰階在設(shè)計(jì)需要灰階矯正的產(chǎn)品中，這樣可以通過(guò)軟體矯正燈點(diǎn)色差技術(shù)應(yīng)用。
DM412開(kāi)路偵測(cè)功能
DM412 提供實(shí)時(shí)的LED 開(kāi)路檢測(cè)功能，無(wú)須搭配額外的組件或芯片設(shè)計(jì)。當(dāng)輸出電流導(dǎo)通而輸出電壓小于0。3V 時(shí)，判定為L(zhǎng)ED 開(kāi)路故障。當(dāng)鎖存信號(hào)激活時(shí)，每個(gè)通道的偵測(cè)結(jié)果會(huì)被寫入相對(duì)應(yīng)移位寄存器中之每字節(jié)最后一比特位置上按R[0]， G[0]， B[0]。開(kāi)路偵測(cè)結(jié)果可以從串行輸出端口讀回。當(dāng)相對(duì)應(yīng)位置之偵測(cè)數(shù)據(jù)為”1”表示該通道正常，若為”0”則表示該通道開(kāi)路。為確使LED 開(kāi)路偵測(cè)功能在良好的條件下進(jìn)行，建議偵測(cè)時(shí)的影像數(shù)據(jù)（紅綠藍(lán)三色共48 比特）全填為1 以使通道設(shè)定為理想的導(dǎo)通狀態(tài)。
使CKI 保持在高電位，并于其間送入8 個(gè)DAI 脈波即可成功啟動(dòng)自動(dòng)鎖存機(jī)制。 LED 開(kāi)路偵測(cè)數(shù)據(jù)將從DAO 端口傳出。 自動(dòng)鎖存功能只在SDO =‘H’時(shí)有效。 POL 與STB 或ISTB 皆互為獨(dú)立。POL 端的任何電位變化都會(huì)設(shè)置（POL = H-L）或重設(shè)（POL = L-H）PWM 輸出。
美信-MAX16824
美信半導(dǎo)體是 Maxim的中文名，是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造供應(yīng)商成立于1983年。2001年，Maxim并購(gòu)了Dallas Semiconductor。Maxim的使命是提供極具創(chuàng)新的模擬和混合信號(hào)解決方案，為客戶的產(chǎn)品提供增值服務(wù)。公司在歐洲、亞洲、美國(guó)建立分支機(jī)構(gòu)，在中國(guó)的辦事處有北京、上海、深圳三處。
Maxim推出MAX16824/MAX16825 3通道、高亮度LED （HB LED）驅(qū)動(dòng)器，具有6。5V至28V輸入電壓范圍。該系列器件具有三路36V額定、開(kāi)漏極、恒定電流吸入輸出能力，可向三串獨(dú)立的HB LED提供高達(dá)150mA的電流。為優(yōu)化設(shè)計(jì)靈活性，該系列IC可以獨(dú)立設(shè)定各個(gè)通道的LED電流。為實(shí)現(xiàn)這一功能，MAX16824提供三路PWM調(diào)光輸入，用于獨(dú)立控制各串LED的亮度，并切換各串LED的導(dǎo)通與關(guān)斷。而MAX16825則提供了3位透明鎖存器、3位移位寄存器以及2Mbps、4線串行接口。該串行接口使器件的所有輸出通道均可通過(guò)外部微控制器進(jìn)行控制；同時(shí)還可以級(jí)聯(lián)多片MAX16825驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。該系列靈活的LED驅(qū)動(dòng)器對(duì)于多種應(yīng)用，包括工業(yè)、建筑以及裝飾照明；室內(nèi)/室外LED視頻顯示器、汽車內(nèi)部照明以及LCD背光等應(yīng)用非常理想。
MAX16824/MAX16825內(nèi)置調(diào)整管，具有很低的壓差，因此省去了所需的外部功率晶體管。器件內(nèi)置的三路調(diào)整管可提供±5%精度的LED電流控制，確保優(yōu)異的亮度匹配，同時(shí)縮減了尺寸、降低了整個(gè)驅(qū)動(dòng)器方案的復(fù)雜度了成本。
MAX16824/MAX16825還可以提供一路+5V的穩(wěn)壓輸出，具有4mA的輸出電流驅(qū)動(dòng)能力，當(dāng)發(fā)生過(guò)熱時(shí)可提供熱關(guān)斷功能。兩個(gè)器件均采用熱增強(qiáng)型、4mm×4mm、16引腳TSSOP封裝，帶有裸焊盤。
臺(tái)灣晶琦科技-SCT2007
四位移位數(shù)據(jù)輸出，在有些設(shè)計(jì)中需要增加白光亮度或綠色組成會(huì)變得非常方便。每路可以獨(dú)立設(shè)置電流，也可以通過(guò)5腳SEL設(shè)置統(tǒng)一電流。
原理圖如下：線路簡(jiǎn)單，供電部分電阻減壓穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓即可。
|
