[发明专利]一种可嵌入式的小型化液晶控制系统及方法

说明书

本发明公开一种可嵌入式的小型化液晶控制系统及方法，主要组成包含四部分：（1）主控制器；（2）DAC转换器；（3）运算放大器；（4）供电单元。主控制器用于与其他接口的通信和对DAC模块的编程，DAC转换器根据主控制器发送的数据产生变化的高低电平，运算放大器对DAC产生的波形进行放大，达到液晶波片的电平要求，供电单元为系统提供+5V和±15V的电源。通过编程，可实现不同液晶对频率和幅度的要求，频率可在10Hz~2MHz范围内可调，幅度可在‑10V~+10V范围内可调。系统采用小型化贴片封装的DAC和运放芯片，可集成在其他系统控制板上，方便在小型仪器设备上使用液晶相位延迟器。

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别是一种可嵌入式的小型化液晶控制系统及方法。

背景技术

LCVR的调制器大多以一种外部设备的方式存在，体积大、不便携带、功耗高、难于集成化，这些缺点都阻碍了LCVR在实际产品中的使用。针对这些缺点，本发明依据现有的电子技术，设计适合LCVR便于集成化的一种方式。

本发明主要以DAC转换器和运算放大器为技术依托。DAC的主要特点有：一是集成度高，现在的DAC将基准电压源、采样保持电路等外围单元电路与DAC集成在一块芯片上。二是单电源、高性能，许多高速DAC的电源为±5V或+5V、+3V。三是低功耗、低价格。本发明采用高速可编程的DAC转换芯片，50MHz SPI编程接口，16位的转换精度，可兼容SPI^TM，QSPI^TM，Microwire^TM和高速DSP通信接口。运算放大器噪声低，可达到18nVatf=1KHz。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是实现一种小型化、集成化的驱动器方案。根据LCVR调制的要求，采用小型化贴片封装的DAC芯片和放大器芯片，外围电路简单，DAC芯片选用可编程的芯片，根据调制的要求实现特定频率和幅度的矩形波，进而驱动液晶波片。本发明利用主控制器，针对选用DAC芯片，设计特定的计算公式，通过SPI通信协议向DAC芯片写入特定的数据，实现所需频率波形，通过后级的运算放大电路，得到所需频率和幅度特定的矩形波。本次设计方法独特，电路简单，实现方便，可用于电路的集成化设计。

附图说明

图1为本发明的设计框图。

图2为本发明运算放大器部分电路图。

图3为本发明实际测试结果。

具体实施方式

下面将结合本发明种的附图，对本发明的技术方案进行清晰、完整的描述。所描述之处仅用于解释本发明的实现方式，并不代表可以真正实现本发明的全部功能。

具体实施的总设计框图如图1，其中供电单元为每一部分电路提供电源，包括主控制器和DAC的5V供电和运算放大器的±15V供电。

主控制器主要实现两部分功能：1、根据DAC和运放电路实现一定的算法；2、通信，一是写数据到DAC芯片，二是与其他外设进行通信，方便其他外设控制LCVR的调制方式。写入DAC芯片的数据根据电路设计要求，由相关公式计算所得。

DAC转换部分接收主控制器发来的数据，根据接收的数据输出特定的电平，主控制器按照一定的频率输出不同的相对应的电平幅度值，DAC的输出部分就可输出特定的方波。

运算放大部分对DAC发出的方波进行放大。本发明运算放大电路采用减法器电路，如图2所示。取R3=4*R4，R2=4*R1，减法器原理，可得出Vout=4*(V2-2.5)。

现在根据实际的输出波形，如图3所示，来进行具体分析。图3中，下面的波形是DAC的输出波形，上面的波形是DAC输出的波形经放大器放大后的输出波形。根据图3可看出DAC输出的波形是方波，方波低电平为2V，高电平为3V，将2和3分别代入公式Vout=4*(V2-2.5)，可得出Vout的值为±2V，再根据主控制器的数据写入频率就可得出频率为2KHz，幅度为±2V的矩形波，据此可得出±10V内的任意矩形波用来驱动液晶波片。