基于FPGA的LED電視動態(tài)背光系統(tǒng)設(shè)計

　　系統(tǒng)實現(xiàn)框圖如圖五所示。FPGA 對整個系統(tǒng)實施控制。FPGA 首先接收電視主板發(fā)送的LVDS 信號， 由于LVDS 速度很快，每對LVDS 數(shù)據(jù)線速度為560~600Mbit/s，所以應(yīng)使用ISERDES(串并轉(zhuǎn)換器) 模塊對其進行減速，同時按1:7 的比率由將VESA 或JEIDA 信號轉(zhuǎn)換成RGB 格式的圖像信號，由FPGA內(nèi)置亮度分析模塊根據(jù)亮度計算公式：

　　Y=0.299R+0.587G+0.114B

　　計算出亮度信號并按區(qū)域統(tǒng)計，得到各區(qū)域的亮度信號;再通過I2C 模塊，將平均亮度信號轉(zhuǎn)換成電路控制信號，以I2C協(xié)議的形式將控制信號送至LED 驅(qū)動芯片以驅(qū)動16 個區(qū)域PWM 背光調(diào)節(jié)模塊。控制信號分為地址碼和控制量兩部分，地址碼用來選址，即接通需要相應(yīng)背光區(qū)域的控制電路，控制量決定該調(diào)整的類別( 背光亮度) 及需要調(diào)整的量，各控制電路彼此獨立，互不相關(guān);FPGA 同時將RGB 格式的圖像信號通過7:1的OSERDES( 并串轉(zhuǎn)換器) 重新生成LVDS 信號傳送給液晶面板。液晶背光亮度根據(jù)電視畫面內(nèi)容實時同步調(diào)節(jié)，即實現(xiàn)了系統(tǒng)LED 背光動態(tài)調(diào)節(jié)功能。

　　經(jīng)測算， 液晶電視背光最高亮度為350cd/m2， 均勻度為75%以上，達到了液晶電視背光的亮度要求。此款32 寸液晶電視原功耗為73W，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)光功能之后，在背光亮度調(diào)至最大水平的狀態(tài)下， 用功耗測試儀測得實際最大功耗為73W，在背光亮度調(diào)至最低水平時，測得實際功耗為38W;正常播放電視時測得平均功耗54W，節(jié)能效果明顯。由于電視畫面對應(yīng)區(qū)域亮度降低，畫質(zhì)會有微小損失，但人眼不易察覺,未來可結(jié)合圖像信號補償技術(shù)和增大液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度來抵消因亮度降低帶來的畫質(zhì)損失。

　　5 結(jié)論

　　本文給出了基于FPGA 的液晶電視LED 背光動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一種設(shè)計方法，描述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成框圖及功能實現(xiàn)框圖。該系統(tǒng)集成程度高,工作速度快，結(jié)構(gòu)清晰，具有在線可編程的特點，其原理可廣泛應(yīng)用于大尺寸電視和顯示器市場;系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境已通過應(yīng)用性，穩(wěn)定性等測試，各種器件均能達到良好的匹配，至少可將電視整機功耗降低四分之一，具有良好的應(yīng)用市場前景。本文創(chuàng)新點：基于FPGA 技術(shù)，構(gòu)建液晶電視LED 背光動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng),設(shè)計了一款超薄、節(jié)能、高性價比的液晶電視機。