專利名稱：一種等離子體顯示屏的驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及應用于驅(qū)動導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏，尤其是利用功耗自動調(diào)整電路，提高峰值亮度，并將整機功耗穩(wěn)定在一定的安全范圍內(nèi)，保證導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏驅(qū)動電路穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏要完成如電視或電腦顯示終端一類的全彩色動態(tài)影像的顯示用途，必需有一種可靠的灰度級顯示方式。按照通常的視頻顯示要求，動態(tài)影像按每秒50幀的速度進行圖像顯示，即每20毫秒顯示一幀靜止圖象。存儲式時序方式將一幀圖像的顯示時間再分為若干個子場，每個子場包含一個尋址期、一個維持期和一個擦除期。在尋址期中，掃描電極按照依次或跳躍式的順序產(chǎn)生一個尋址脈沖，尋址電極針對這個子場和這一行上所有的像素應該產(chǎn)生的亮暗效果分別決定每一個尋址電極是否產(chǎn)生與尋址脈沖極性相反的脈沖，由于兩個脈沖同時產(chǎn)生，且電壓差超過點火電壓，使該行所有應選擇到的像素進入被點火狀態(tài)，所有行依次產(chǎn)生尋址脈沖后則完成該子場尋址期對整屏像素的尋址；在維持期中，由掃描電極產(chǎn)生一定幅度的正負交替的脈沖，由于壁電荷的存在，使得被點火的單元在維持脈沖的作用下不斷放電；在擦除期中，行上加一個幅度從零到一定電壓的斜波脈沖，使所有單元產(chǎn)生弱放電，擦除所有單元的壁電荷。
等離子體顯示屏發(fā)光主要是在維持期間，其系統(tǒng)功耗也主要消耗在維持發(fā)光期間。因此要調(diào)整系統(tǒng)功耗，就必須知道系統(tǒng)功耗主要和那些因素密切相關(guān)。不難通過試驗得到一下的結(jié)論在顯示靜態(tài)圖像的情況下，也就是在屏的顯示亮度等級不變的情況下，維持總脈沖數(shù)和系統(tǒng)功耗大致呈線性關(guān)系，維持脈沖總數(shù)越大，系統(tǒng)功耗越大，而在每幀維持脈沖數(shù)不變的情況下，亮度等級和系統(tǒng)功耗同樣大致呈線性關(guān)系，亮度等級越高，系統(tǒng)功耗越大。因此，系統(tǒng)功耗是由亮度等級和維持脈沖數(shù)共同決定的，要調(diào)整系統(tǒng)功耗，使之穩(wěn)定在一個安全的范圍內(nèi)，就可以根據(jù)不同的亮度等級通過調(diào)整維持脈沖總數(shù)來調(diào)整系統(tǒng)的總功耗。功耗過大一直是等離子體顯示屏驅(qū)動電路存在的一個主要問題，導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏作為一種新型結(jié)構(gòu)的等離子體顯示屏，也存在同樣的問題，因此必須針對導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏的特性，采用一種功耗調(diào)整電路來降低功耗。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本實用新型的目的是提供一種針對導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路包含有自動功耗調(diào)整電路，它根據(jù)視頻圖像輸入自動調(diào)整系統(tǒng)功耗，將系統(tǒng)功耗穩(wěn)定在一個安全的范圍內(nèi)，提高顯示屏峰值亮度。
技術(shù)方案本實用新型的等離子體顯示屏的驅(qū)動電路的視頻源中，視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端接模擬視頻信號，輸出端接視頻信號處理電路；主控電路中的圖象處理電路的輸入端接視頻信號處理電路的輸出端，圖象處理電路的輸出端接視頻存儲電路，視頻存儲電路的輸出端接列驅(qū)動電路，功耗自動調(diào)整電路的輸出端分別接系統(tǒng)控制電路和行驅(qū)動器的輸入端，系統(tǒng)控制電路的輸出端接維持驅(qū)動電路中的維持波型發(fā)生電路、能量復得電路的輸入端；能量復得電路的輸出端接維持波型發(fā)生電路的輸入端，維持波型發(fā)生電路的輸出端分別接行列驅(qū)動電路中的行驅(qū)動電路和列驅(qū)動電路的輸入端，行驅(qū)動電路和列驅(qū)動電路的輸出端分別接導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏。功耗自動調(diào)整電路中的輸入亮度等級計算電路的輸出端接比較電路的輸入端，比較電路的輸出端接亮度控制電路的輸入端，亮度控制電路的輸出端接亮度等級計算電路的輸入端，亮度等級計算電路的輸出端分別接自動功耗控制電路和比較電路的輸入端，自動功耗控制電路的輸出端分別接只讀存儲電路和系統(tǒng)控制電路。
在本實用新型中，視頻源電路進行視頻的模數(shù)轉(zhuǎn)換、解碼，并進行去隔行、分辨率和幀頻的調(diào)整。行列驅(qū)動電路用于產(chǎn)生行、列高壓驅(qū)動波形。維持驅(qū)動電路在主控電路的控制下，產(chǎn)生維持波形，其中維持波形發(fā)生電路產(chǎn)生維持波形，能量復得電路進行維持期的能量回收。電源電路給各電路模塊提供電源。
主控電路由視頻存儲器、圖像處理器、功耗自動調(diào)整電路以及系統(tǒng)控制電路四個電路模塊組成，完成數(shù)字信號的處理和存儲以及所有的系統(tǒng)控制信號。其中圖像處理電路對輸入視頻信號進行運動預估，計算出運動矢量信息，將這些信息傳給視頻存儲電路；視頻存儲電路將輸入數(shù)字視頻信號作格式轉(zhuǎn)換，根據(jù)圖像處理電路提供的運動信息對視頻數(shù)據(jù)進行運動補償，然后按子場存儲到視頻存儲器中，同時產(chǎn)生列驅(qū)動電路的控制信號和數(shù)據(jù)信號。系統(tǒng)控制電路產(chǎn)生點火、維持、擦除三種不同工作狀態(tài)下維持驅(qū)動電路以及行列驅(qū)動電路的控制信號。功耗自動調(diào)整電路根據(jù)視頻信號自動調(diào)整維持脈沖數(shù)。
自動功耗調(diào)整電路由輸入亮度等級計算電路，比較電路，輸出亮度等級計算電路，亮度控制電路，自動功耗控制電路以及只讀存儲電路組成。
其中輸入亮度等級計算電路計算當前輸入視頻信號的輸入亮度等級。這里所說的輸入亮度等級具有特殊的含義，它和等離子體顯示屏工作時的功耗相關(guān)聯(lián)，亮度等級越大，系統(tǒng)功耗越大，反之，功耗越小。亮度等級是由亮度決定的。在本發(fā)明中，亮度等于將一幀中所有RGB數(shù)據(jù)按權(quán)重相加后的總和。將當前亮度除以全屏最亮時候的亮度值，就得到了當前的亮度比率。亮度比率乘上最大亮度等級級數(shù)再取整，就得到了當前的亮度等級了。如果視頻輸入分辨率為852×480那么亮度l，最大亮度L、亮度比率 以及亮度等級Y的計算公式如下表示l=Σ(i=0,j=0)(i=851,j=479)(αR(i,j)+βG(i,j)+γB(i,j))]]>L=Σ(i=0,j=0)(i=851,j=479)(αRm+βGm+γBm)]]>l^=l/L]]>Y=(int)(l^×YMax)]]>其中l(wèi)表示亮度，L表示最大亮度， 表示亮度比率，Y表示亮度等級，YMax表示最大亮度等級級數(shù)，α、β、γ分別表示紅、綠、藍顏色信號的權(quán)重系數(shù)，R(i，j)、G(i，j)、B(i，j)分別表示在屏上(i，j)坐標處紅色、綠色和藍色的象素數(shù)據(jù)。每種顏色的數(shù)據(jù)權(quán)重都是不同的，該權(quán)重系數(shù)的取值和屏的結(jié)構(gòu)以及各色熒光粉的特性有關(guān)。值得注意的是，這里算出來的亮度等級越高，并不一定代表屏點亮時人眼看到的亮度越高，但能說明功耗越高。
輸出亮度等級計算電路用于確定當前的輸出亮度等級，從而由自動功耗控制電路確定下一幀的維持脈沖個數(shù)。它數(shù)值的變化由亮度等級控制電路決定。
比較電路將輸入亮度等級和輸出亮度等級做比較，并將結(jié)果傳給亮度控制電路。亮度控制電路根據(jù)比較電路的輸出信息，通知輸出亮度等級電路如何取得新的顯示亮度等級。亮度控制電路實際上可以看作是一個信號濾波器，該濾波器控制著當前顯示亮度等級如何隨著外部輸入亮度等級的變化而變化。如果該濾波器是直通的，那么輸出亮度等級電路直接根據(jù)比較電路的比較信息，調(diào)整當前顯示亮度等級的值，使之和輸入亮度等級一致，這樣顯示亮度等級和輸入亮度等級的變化是一致的，只不過是遲滯了一幀的時間。這樣的方式容易會引起圖像質(zhì)量的降低，為改善圖像質(zhì)量，本發(fā)明根據(jù)比較電路的輸出信息，改變顯示亮度等級值修正的步長，差值越大，步長越大，差值越小，步長越小。圖3比較了直通和帶濾波兩種情況下輸出亮度等級的變化情況。
自動功耗控制電路根據(jù)輸出亮度等級，查表確定維持脈沖數(shù)。輸出亮度等級和維持脈沖數(shù)的對應關(guān)系保存在只讀存儲電路中。導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏的功耗，和亮度以及維持脈沖數(shù)都大致呈正比關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系，為了使保證峰值亮度參數(shù)的情況下將功耗穩(wěn)定在安全功耗范圍內(nèi)，本發(fā)明用以下兩條非線性曲線來確定亮度和維持脈沖數(shù)的關(guān)系曲線。
n^=A/l^(n^=n/N)]]>————————曲線方程1n^=B-C×l^2(l^=l/L)]]>————————曲線方程2其中 是維持脈沖率，即歸一化后的維持脈沖， 是亮度率，即歸一化后的亮度，n是維持脈沖數(shù)，N為最大維持脈沖數(shù)，L是最大亮度值。A是功耗調(diào)整系數(shù)，其值小于1，其具體數(shù)值大小由安全驅(qū)動功耗值(SPV)和最大驅(qū)動功耗值決定。B是方程2的調(diào)整系數(shù)，C用于調(diào)整低亮度時的維持脈沖個數(shù)。
為保持關(guān)系曲線的光滑以防止視頻圖像的失真，讓這兩個曲線切線相連。這樣就可以得到B＝(2A2C)1/3+(A2C/4)1/3。為使亮度為0的時候，能輸出最大維持脈沖數(shù)，以提高峰值亮度，將維持脈沖率范圍調(diào)整到0到1，這樣得到最后的亮度和維持脈沖數(shù)的關(guān)系曲線方程如下。
關(guān)系曲線如圖6所示。
由于亮度等級的級數(shù)是有限的，而最大維持脈沖數(shù)也是有限的，所以在具體的應用中，將這個關(guān)系曲線轉(zhuǎn)換為一個離散關(guān)系式 其中N為最大維持脈沖數(shù)，YMax表示最大亮度等級級數(shù)，n為維持脈沖數(shù)，Y為亮度等級，A是功耗調(diào)整系數(shù)，B是方程調(diào)整系數(shù)，C用于調(diào)整低亮度時的維持脈沖個數(shù)。根據(jù)這個對于關(guān)系式，將維持脈沖數(shù)和亮度等級關(guān)系做成一個查找表，存在只讀存儲電路中，就可以方便的進行亮度等級到維持脈沖數(shù)的轉(zhuǎn)換了。
有益效果本實用新型具有以下優(yōu)點①在等離子體顯示屏驅(qū)動電路中加入了自動功耗調(diào)整電路，根據(jù)視頻圖像對系統(tǒng)功耗進行調(diào)整，使系統(tǒng)功耗穩(wěn)定在一個安全值內(nèi)，從而在不提高系統(tǒng)功耗的情況下提高了顯示峰值亮度，提高了驅(qū)動電路的穩(wěn)定性。
②定義了的一種新的亮度計算方法，使亮度值的大小直接反映了系統(tǒng)功耗的大小，從而有利于更有效地進行功耗調(diào)整。
③在進行亮度變化檢測時，亮度比較的不是連續(xù)幀的輸入亮度，而是輸入亮度和輸出亮度，這種比較方法是一種帶反饋的比較，它更合理地發(fā)映了亮度地變化趨勢，從而使功耗調(diào)整更精確、合理。
④在進行亮度控制時，亮度的變化不是突變的，而是用一種自適用濾波算法進行控制，使得輸出亮度的變化比較平滑連續(xù)，這樣保證了圖像的連續(xù)性。
⑤根據(jù)導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏的特性，用一條非線性曲線來確定亮度等級和維持脈沖個數(shù)的關(guān)系，該曲線由兩條曲線分段組合而成，并且這兩條曲線在交點處相切，因此由它們組成的這條曲線是光滑連續(xù)的，這樣能更精確地控制功耗，并且曲線的連續(xù)性保證了圖像的連續(xù)性，由于只要確定幾個和屏相關(guān)的參數(shù)就可以確定整條曲線，因此該電路應用起來比較方便。


圖1為本發(fā)明針對導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏的驅(qū)動電路示意圖；其中有視頻源電路200，視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換電路210，視頻信號處理電路220，主控電路300，視頻存儲電路310，圖象處理電路320，功耗自動調(diào)整電路330，系統(tǒng)控制電路340，行列驅(qū)動電路400，行驅(qū)動電路410，列驅(qū)動電路420，維持驅(qū)動電路500，維持波形發(fā)生電路510、能量復得電路520，導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏100，電源電路600。
圖2為本發(fā)明功耗自動調(diào)整工作原理示意圖；其中有輸入亮度等級計算電路331，輸出亮度等級計算電路332，比較電路333，亮度控制電路334，只讀存儲電路335，自動功耗控制電路336。
圖3為顯示圖像不變時功耗和維持脈沖個數(shù)關(guān)系示意圖。
圖4為維持脈沖總數(shù)不變時功耗和視頻輸入亮度關(guān)系示意圖。
圖5為直通方式、帶通濾波兩種亮度調(diào)整方法比較示意圖。
圖6為本發(fā)明亮度比率和維持脈沖比率關(guān)系曲線示意圖。
圖7為本發(fā)明針對導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏的主控電路原理圖；其中有視頻存儲電路310，圖象處理電路320，功耗自動調(diào)整電路330，系統(tǒng)控制電路340。
具體實施例方式
在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上進一步考慮具體實施方案，提出以下實施例。在該驅(qū)動電路的視頻源200中，視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換電路210的輸入端接模擬視頻信號，輸出端接視頻信號處理電路220；主控電路300中的圖象處理電路320的輸入端接視頻信號處理電路220的輸出端，圖象處理電路320的輸出端接視頻存儲電路310，視頻存儲電路310的輸出端接列驅(qū)動電路420，功耗自動調(diào)整電路330的輸出端分別接系統(tǒng)控制電路340和行驅(qū)動電路410的輸入端，系統(tǒng)控制電路520的輸入端；能量復得電路520的輸出端接維持波型發(fā)生電路510的輸入端，維持波型發(fā)生電路510的輸出端分別接行列驅(qū)動電路400中的行驅(qū)動電路410和列驅(qū)動電路420的輸入端，行驅(qū)動電路410和列驅(qū)動電路420的輸出端分別接導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏100。
功耗自動調(diào)整電路330中的輸入亮度等級計算電路331的輸出端接比較電路333的輸入端，比較電路333的輸出端接亮度控制電路334的輸入端，亮度控制電路334的輸出端接亮度等級計算電路322的輸入端，亮度等級計算電路332的輸出端分別接自動功耗控制電路336和比較電路333的輸入端，自動功耗控制電路336的輸出端分別接只讀存儲電路335和系統(tǒng)控制電路340。
視頻源電路200將模擬視頻信號模數(shù)轉(zhuǎn)化后進行分辨率、幀頻變換以及γ調(diào)整。維持驅(qū)動電路500在主控電路300的控制下，產(chǎn)生維持波形，并在維持期進行能量恢復。行列驅(qū)動電路400根據(jù)主控電路300的控制信號，產(chǎn)生行、列高壓驅(qū)動波形。主控電路300接收視頻源電路200輸出的數(shù)字視頻信號，由圖像處理電路320進行視頻圖像預估，輸出運動矢量信息。視頻存儲電路310將視頻信號作格式轉(zhuǎn)換，并根據(jù)運動矢量信息對圖像數(shù)據(jù)進行運動補償，然后按子場將視頻數(shù)據(jù)存入視頻存儲器。系統(tǒng)控制電路330則將顯示的每幀圖像分為若干個子場，每一子場中都包括掃描期，維持期和擦除期，擦除期的波形如圖3所示。假設顯示屏的分辨率為852×480，則480條掃描電極按由上而下的順序依次發(fā)出尋址脈沖，每個尋址脈沖時間內(nèi)各尋址電極根據(jù)該子場該行圖像的亮暗效果決定是否出與尋址脈沖等脈寬的數(shù)據(jù)脈沖，每個尋址脈沖寬度為1.5微秒，則每個子場的尋址期約為720微秒；每個擦除期由掃描電極給出一個斜波脈沖，其電壓幅度與維持脈沖組中的正負脈沖幅度相同。
維持期的維持脈沖個數(shù)由本專利提出的自動功耗調(diào)整電路給出，不同亮度給出的脈沖個數(shù)不同。首先輸入亮度計算電路331根據(jù)本專利給出的計算公式計算出輸入亮度等級，然后和當前輸出亮度等級(當前輸出給屏的亮度等級)做比較，將比較信息輸出給亮度控制電路334，亮度控制電路334根據(jù)差值信息決定輸出亮度等級調(diào)整步長，輸出亮度等級計算模塊332根據(jù)這個步長確定下一幀的輸出亮度等級，最后自動功耗控制電路336根據(jù)輸出亮度等級在只讀存儲電路335中查表得到這個亮度等級所對應的維持脈沖數(shù)目，并將這個數(shù)值輸出給行驅(qū)動波形發(fā)生器。只讀存儲電路335中存儲的是亮度等級和維持脈沖數(shù)的對應關(guān)系，其對應關(guān)系為一非線性分段曲線，曲線方程如下 其中A和C是確定的參數(shù)，A是功耗調(diào)整系數(shù)，C是低亮度區(qū)維持脈沖調(diào)整系數(shù)，B＝(2A2C)1/3+(A2C/4)1/3，N為最大維持脈沖數(shù)，YMax表示最大亮度等級級數(shù)，n為維持脈沖數(shù)，Y是亮度等級。
亮度等級取256級，即根據(jù)不同的亮度，一共有256種不同的脈沖個數(shù)輸出方法，這樣就能比較精確的控制系統(tǒng)功耗，同時也保證了圖像顯示的連續(xù)性。
視頻源電路中視頻解碼用飛利浦公司SAA7118E實現(xiàn)，視頻信號處理可用Pixelworks公司專用芯片實現(xiàn)；行列驅(qū)動電路400中高壓波形驅(qū)動均可用ST公司的專用高壓驅(qū)動芯片實現(xiàn)；主控電路300可用FPGA實現(xiàn)，只讀存儲電路335利用FPGA內(nèi)部集成的存儲資源實現(xiàn)，這就構(gòu)成了本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種等離子體顯示屏的驅(qū)動電路，其特征在于在該驅(qū)動電路的視頻源(200)中，視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(210)的輸入端接模擬視頻信號，輸出端接視頻信號處理電路(220)；主控電路(300)中的圖象處理電路(320)的輸入端接視頻信號處理電路(220)的輸出端，圖象處理電路(320)的輸出端接視頻存儲電路(310)，視頻存儲電路(310)的輸出端接列驅(qū)動電路(420)，功耗自動調(diào)整電路(330)的輸出端分別接系統(tǒng)控制電路(340)和行驅(qū)動電路(410)的輸入端，系統(tǒng)控制電路(340))的輸出端接維持驅(qū)動電路(500)中的維持波型發(fā)生電路(510)、能量復得電路(520)的輸入端；能量復得電路(520)的輸出端接維持波型發(fā)生電路(510)的輸入端，維持波型發(fā)生電路(510)的輸出端分別接行列驅(qū)動電路(400)中的行驅(qū)動電路(410)和列驅(qū)動電路(420)的輸入端，行驅(qū)動電路(410)和列驅(qū)動電路(420)的輸出端分別接導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏(100)。
2.如權(quán)利要求1所述一種等離子體顯示屏的驅(qū)動電路，其特征在于功耗自動調(diào)整電路(330)中的輸入亮度等級計算電路(331)的輸出端接比較電路(333)的輸入端，比較電路(333)的輸出端接亮度控制電路(334)的輸入端，亮度控制電路(334)的輸出端接亮度等級計算電路(322)的輸入端，亮度等級計算電路(332)的輸出端分別接自動功耗控制電路(336)和比較電路(333)的輸入端，自動功耗控制電路(336)的輸出端分別接只讀存儲電路(335)和系統(tǒng)控制電路(340)。
全文摘要
等離子體顯示屏的驅(qū)動電路涉及驅(qū)動導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏，在該驅(qū)動電路的視頻源中，視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端接模擬視頻信號，輸出端接視頻信號處理電路；主控電路中的圖象處理電路的輸入端接視頻信號處理電路的輸出端，輸出端接視頻存儲電路；視頻存儲電路的輸出端接列驅(qū)動電路，功耗自動調(diào)整電路的輸出端分別接系統(tǒng)控制電路和行驅(qū)動電路的輸入端，系統(tǒng)控制電路的輸出端接維持驅(qū)動電路中的維持波型發(fā)生電路、能量復得電路的輸入端；能量復得電路的輸出端接維持波型發(fā)生電路的輸入端，維持波型發(fā)生電路的輸出端分別接行列驅(qū)動電路中的行驅(qū)動電路和列驅(qū)動電路的輸入端，行驅(qū)動電路和列驅(qū)動電路的輸出端分別接導電柵網(wǎng)板型等離子體顯示屏。
文檔編號G09G3/28GK1604158SQ2004100652
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者湯勇明, 沈建于, 鄭姚生, 吳忠 申請人:東南大學