LED扫描显示屏拖尾问题分析及解决方案

1、概述

　　随着LED的亮度不断提高以及尺寸越来越小，更多的LED显示屏进入室内将是一种趋势。然而，由于LED亮度及像素密度的提高给LED屏的控制及驱动也带来新的更高的要求。就一般室内屏而言，现在通用的控制方法均采用行列分控模式，即通常所说的扫描模式，其应用原理图见图1。

　　图1

　　图1是一个1/4扫的LED显示屏原理图。其工作原理是在1帧图像内每行电源V1-V4按控制要求各开启1/4的时间。这样做的优点是可以更有效地利用LED的显示特性以及降低硬件成本。其缺点就是在1帧图像内，每行LED只能显示1/4的时间。如：帧频为50Hz时，每行的显示时间为Tm=1000/(50×4)=5ms.若采用更高的帧频或扫描级数进一步增加，那显示时间将会更短，如50Hz帧频，1/16扫描时，Tm=1.25ms.随着Tm 的变短，行电源波形的上升、下降沿的品质对系统的正常运行就将是至关重要的。

　　图2

　　图3

　　2、问题分析

　　前面已经讲述了扫描显示屏的工作原理，图2是1/4扫描行电源的理想波形图。然而在实际应用中其波形与理想的相差甚远。图3是采用 4953作为行电源开关控制的波形图。由于4953天然的缺陷，将其作为行电源的控制开关，其下降沿Tf将大于100μs.若忽略行电源上升沿时间(实际上，上升沿的时间很短可以忽略)，不难看出，在1帧图像内，前一行与后一行会有约100μs的重叠时间。为便于分析计算，我们可以将重叠时间Tn近似为下降沿时间Tf .即：Tn=Tf .

　　如此，应该显示第二行时前一行仍然会在Tn一段时间内以第二行的控制方式发光，在我们的视觉里就会看到前一行在微亮。亮度的大小与两行重叠时间与显示时间的比例成正比，即与Tn/Tm成正比。这里我们定义Tn/Tm为重叠比，还以50Hz帧频为例，Tn/Tm=0.1/(1000/(4×50))=2%.看来2%的重叠比还不是很大。但随着帧频的提高或扫描级数的提高其重叠比Tn/Tm将会大大增加。

　　下面我们不妨把帧频提高到250Hz再看一看，此时行电源开关控制波形图如图4.很显然，此时的重叠比达到Tn/Tm=0.1/(1000/(4×250))=10%。在如此高的重叠比下，拖尾现象将会十分明显。