[实用新型]具有多相显示时钟的分数脉宽调制系统

说明书

具有多相显示时钟的分数脉宽调制系统，包括：系统时钟，输出多个相位的时钟信号，例如n个相位；解复用器电路，将PWM数据分成整数部分和分数部分；脉冲发生器电路，其使用包括PWM数据的整数部分和时钟信号的n个相位中的第一相位的输入来输出第一相位PWM脉冲；采样器电路，其使用包括第一相位PWM脉冲和时钟信号的第二至n相位的输入来输出第二相位PWM脉冲；多路复用器，其使用包括第二相位PWM脉冲和PWM数据的分数部分的输入来输出PWM脉冲的选定相位；以及分数逻辑电路，其使用包括第一相位PWM脉冲、PWM脉冲的选定相位、PWM数据的整数部分和PWM数据的分数部分的输入来输出分数PWM脉冲。

技术领域

本申请提供了用于产生脉宽调制(PWM)脉冲以驱动发光器件的方法和系统，尤其涉及产生分数PWM脉冲。

背景技术

小尺寸高分辨率的发光二极管显示器要求较小的发光二极管间距。较小的发光二极管显示器对发光二极管驱动器提出了独特的挑战，因为每个发光二极管驱动器必须以更高的分辨率(即高灰度位数)来驱动更多的像素。此外，驱动电流由于发光二极管光效率的增加而减少，使得发光二极管的上升时间可能更长。为了应对这些技术挑战，解决方案之一是为发光二极管驱动器实施更高的扫描次数，这样他就能够以降低的平均电流驱动更多的像素。然而，在相同的高灰度位数下，更多的扫描次数意味着更多的PWM脉冲必须适合一个帧周期。换句话说，PWM脉冲的分辨率应该更高。

图1显示了GCLK和PWM脉冲之间的关系。在这种情况下，PWM脉冲的宽度等于四个GCLK周期。PWM引擎通过使用单相GCLK产生PWM脉冲。较小的PWM脉冲宽度意味着较高的PWM脉冲分辨率。当最小PWM脉冲宽度等于一个GCLK周期时，分辨率最高。例如，脉宽为一个GCLK周期时的PWM脉冲分辨率是脉宽为四个GCLK周期时的分辨率的四倍。

因此，帧中的GCLK数定义了最小PWM脉冲宽度，因此更高的PWM脉冲分辨率需要更快的GCLK。一种选择是在发光二极管驱动器芯片上放置时钟，例如锁相环(PLL)或延迟锁相环(DLL)，并产生高速(即高频)内部时钟来处理接收器和发光二极管驱动器之间的数据传输。但是，高频运行LED驱动器会消耗更多的功率。此外，一旦GCLK频率超过一定水平，可能需要更先进和更昂贵的硬件。

小型高分辨率显示器的另一个技术挑战是，由于负载更大、电流更小， LED达到正向电压(V_f)需要更长的上升时间(T_r)，导致了LED打开延迟和其他异常情况。由于印刷电路板和发光二极管的寄生电阻、电感和电容在像素之间变化，T_r的平坦斜率进一步加剧了发光二极管显示器在低亮度水平下的不均匀性。

例如，具有80个RGB通道、96条扫描线、16位灰度级并以60Hz帧速率和 1920刷新率运行的发光二极管显示器，每条扫描线的时间周期为：

周期_扫描＝1s÷1920÷96＝5.43us

在图11所示的传统印刷电路板布局中，电流源驱动每个通道中的96个发光二极管，即负载为96个发光二极管。每个扫描输出驱动80×3个指示灯。假设LED寄生电容约为10pf，驱动电流约为1mA，LED的V_f为2.8V，上升时间为：

如本例所示，T_r几乎是周期_扫描的一半。换句话说，在大约半个显示周期内，LED处于非线性和异常状态。

因此，需要提高PWM脉冲分辨率的系统和方法。在小型高分辨率发光二极管显示器中，还需要减少上升时间并增加均匀性。

发明内容

提供这个概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本概述的目的不是为了确定所要求的标的物的关键特征或基本特征，也不是为了帮助确定所要求标的物的范围。