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          LED亮度控制方法介紹

          作者: 時間:2012-10-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          引言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/176157.htm

          為了得到更好的功效和色彩一致性,通常通過調(diào)節(jié)驅(qū)動器的PWM周期占空比。一個PWM周期可以劃分成2的“位”次方(2CONTROL BITS)個時鐘周期。消費類電子應(yīng)用中,位分辨率通常是8位。8位PWM分辨率可對應(yīng)提供256個不同的電平,相應(yīng)的PWM周期由256個時鐘周期組成。如消費類電子產(chǎn)品中,典型的時鐘頻率是32kHz,則PWM周期為256/32kHz或8ms。因此,PWM刷新率大約是125Hz,由此得到的PWM分辨率和刷新率足以支持調(diào)整,并可消除人眼能夠覺察的閃爍。

          驅(qū)動器提供16位分辨率

          對于要求同時達到16位PWM分辨率和2kHz刷新率的應(yīng)用,設(shè)計將面臨諸多挑戰(zhàn)。16位分辨率要求一個PWM周期包含216 = 65,536個時鐘周期。2kHz的PWM刷新率要求時鐘頻率為2000 × 65,536 = 131.072MHz。通過CMOS接口以這個速度發(fā)送數(shù)據(jù),即使在合理的傳輸距離上,也會造成數(shù)據(jù)通信的不可靠。而實際應(yīng)用中,LED驅(qū)動器的輸出端口不可能提供如此高的開/關(guān)速度支持LED的加載和相關(guān)的連接。沒有精確的開/關(guān)時序,也無法實現(xiàn)16位分辨率的優(yōu)勢。

          作為一個折衷方案,利用一組PWM周期分辨率低于16位的信號仿真16位PWM周期。通過這種方式在每個PWM周期內(nèi)減少一定數(shù)量的時鐘,可以采用低時鐘頻率達到所要求的2kHz PWM速率。一旦PWM刷新率高于幾百赫茲,人眼將無法區(qū)分其變化/閃爍,從而保持16位分辨率的視覺效果。

          以攝像機為例,攝像機工作在(或接近于) 1/2000的快門速度。攝像機將以較低的分辨率抓拍幀畫面,但這仍然比在抓拍黑屏?xí)r的低刷新率要好得多。雖然快門速度可以非常高,但攝像機仍然可以每秒抓拍60幀,多幀圖像的平均效果非常接近16位分辨率的圖像。

          16位分辨率可以分為不同的MSB/LSB (最高/最低有效位)比值進行仿真,由此可以得到幾個分辨率為MSB的PWM周期:2的“最高有效位”次方(2MSB)。周期數(shù)等于LSB的分辨率:2的LSB次方(2LSB)。還可以按照其它不同的分配形式得到PWM的仿真組,比較簡單的是由LSB決定每組中的最后一個時鐘周期的開/關(guān)狀態(tài);MSB決定其余的時鐘周期。簡而言之,所有組的由MSB決定的時鐘周期開/關(guān)次數(shù)是相同的。

          測試示例

          利用2/2分割仿真4位分辨率,舉例說明上述方案。圖1顯示了由4位分辨率實現(xiàn)的16點PWM波形模板。

          傳統(tǒng)的4位和16點PWM波形圖

          圖1. 傳統(tǒng)的4位和16點PWM波形圖

          2/2分割仿真產(chǎn)生4組4點PWM周期。2個LSB用來選擇哪一組的最后一個時鐘周期應(yīng)該處于導(dǎo)通狀態(tài);2個MSB用來決定其余3個時鐘周期的開/關(guān)模板。圖2顯示了當(dāng)2個MSB為0時,2個LSB在仿真PWM波形中的效果。

           2/2分割4位仿真的LSB效果

          圖2. 2/2分割4位仿真的LSB效果

          圖3顯示了當(dāng)2個LSB為0時,2個MSB在仿真PWM波形中的效果。

          3.jpg

          圖3. 2/2分割4位仿真的MSB效果


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