專利名稱：場致發射顯示器(fed)視頻驅動電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于顯示器制造技術領域，特別涉及一種場致發射顯示器件用的視頻驅動電路。
背景技術：
場致發射顯示器視頻驅動電路的主要用途是根據場致發射顯示屏的電學、光學參數以及顯示屏的像素分辨率參數等綜合要素，電路提供相匹配的視頻圖像和掃描的驅動電壓、電流脈沖，使在顯示屏上再現視頻圖像。
目前顯示器主要包括陰極射線管(CRT)和平板顯示器(FPD)兩大類。由于CRT存在著無法克服的固有缺點如體積龐大、重量大、有X射線輻射等而已慢慢被淘汰。FPD克服了CRT的眾多缺點而越來越多地得到廣泛應用，并有取代CRT的趨勢。場致發射顯示器是FPD中較為新型的一種，是繼液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器(PDP)、電致發光顯示器(ELD)等之后的另一種最具有前途的新一代平板顯示器。
1999年第10期《電子技術應用》期刊上發表的清華大學電子工程系盛海峰的《HV53/5408高壓驅動器的特點及其應用》文章，論文中提到用單片機AT89C51作為FED驅動電路的主控制器，結合液晶顯示器控制芯片HD61830來存儲圖形數據，然后用Supertex公司的Hv53/5408子場尋址放大驅動技術在128×128點陣的FED屏上實現圖形顯示。
以上所述的FED驅動電路存在著顯示容量小(不大于128×128點陣)，只能實現圖形顯示即無法實現視頻圖像顯示等的缺點。
目前國內還沒有能用于顯示視頻圖像的FED驅動電路。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種能在FED屏上實現單色視頻圖像顯示的場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路。
本實用新型是由視頻接收單元，一個模擬視頻信號轉換為數字視頻信號的視頻A/D轉換單元，一個視頻數據存放的數據緩存單元，一個灰度調制單元，一個功率放大的后級驅動單元，以及電源電路等部分組成，電路將PAL制式的圖像視頻信號進行A/D采集變換后送入緩存同時實現圖像的區域截取，然后按逐行掃描的方式傳送圖像數據并通過灰度調制單元完成圖像灰度的還原，最后送入后級功率驅動放大器產生相應的FED屏驅動脈沖來驅動顯示圖像，電源為上述各部分電路提供所需的電壓。
所述的視頻A/D轉換部分包含視頻解碼器SAA7111。
所述的數據緩存部分包含有數據緩存讀寫地址產生器(其型號為74HC161)及數據緩沖存儲器(其型號為A617308S)。
所述的灰度調制單元包含灰度調制器(其芯片型號為BHL2000)。
所述的后級驅動部分包括列后級驅動電路和行后級驅動電路。
所述的列后級驅動電路包含射隨器和共射極功率開關電路。
所述的行后級驅動電路包含射隨器和共射極功率開關電路。
本實用新型能實時地采集處理視頻圖像，并準確地提供給在FED顯示屏，從而解決了在FED顯示屏上實現實時單色視頻圖像顯示的難題。本電路具有以下優點視頻信號A/D轉換部分電路簡單可靠；用EPROM實現緩存物理地址與顯示器尋址的準確映射以及產生圖像區域截取的控制信號，簡單便宜，易于控制，顯示容量可達512×256點陣；采用灰度調制器來實現灰度調制方便易行；行、列驅動電路可將5伏小信號放大成150多伏高壓信號，峰值驅動電流可達300mAP-P；與一般電源相比，FED驅動電源滿足了電壓高、功率大、體積小的要求。
本實用新型還可以實現與計算機通信，將FED作為計算機的顯示器，并可以截取一場的視頻信號傳送到計算機，這也有利于對電路的調試。
圖1是場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路的整體方框圖。
圖2是FED視頻驅動電路原理圖。
圖3是圖2中列后級驅動單元電路原理圖。
圖4是圖2中行后級驅動單元電路原理圖。
圖5是數據緩存部分控制信號時序圖具體實施方式
如圖1至圖4所示，本實用新型是由視頻接收單元、視頻A/D轉換單元、數據緩存單元、灰度調制單元、后級驅動單元、和驅動電源等部分組成，其中1、視頻A/D轉換部分的功能是將PAL制式的電視、VCD或DVD信號轉換成圖像亮度的8位數字信號輸出。其核心器件是菲利浦公司生產的視頻解碼器SAA7111。通過單片機對I2C總線相應寄存器從地址進行寫操作，可實現亮度、對比度、色度的256級調整。從視頻信號中還可分離出奇偶場鑒別信號、13.5MHz采樣時鐘脈沖、場同步脈沖、行參考信號、系統復位信號等。
2、數據緩存部分的功能是當視頻信號為奇數場時將數據寫緩存，為偶數場時取出數據輸出到后級。該部分電路主要由數據緩存讀寫地址產生器、數據緩沖存儲器(A617308S)等構成。
數據緩存讀寫地址產生器在相應的讀寫時鐘脈沖的控制下，產生從0000H到2,0000H的地址，選中數據緩沖存儲器的各個存儲單元，對它們進行讀寫操作。
如圖5所示，讀寫時鐘脈沖和讀寫控制信號的切換是通過A/D部分從視頻信號中分解(分離)出的奇偶場鑒別信號來完成的。
緩存寫操作是在視頻信號奇數場內完成，實現圖像部分區域的截取及存儲。奇偶場鑒別信號的上跳延(上升沿)標志著奇場的到來。一旦奇場信號到來，通過頻率為13.5MHz采樣脈沖的寫時鐘控制，將采樣信號存入緩存。
但存入信號并非全部的一幀信號，而是根據顯示格式320×240的需要截取512×256這一幀信號(中的一部分)。數據截取信號的產生電路主要由EPROM構成。其地址由計數器產生，共10位，產生順序從0000H開始，由小到大。如圖5所示，在13.5MHz采樣脈沖的輸入時鐘和行參考信號控制下，EPROM按邏輯編程輸出512個時鐘周期的行截取信號，截取每個輸入行數據的前512個數據存入緩存，由此實現行截取功能。在行參考信號和奇偶場鑒別信號的控制下，EPROM產生256隔行參考脈沖的場截取信號，截取輸入幀數據的256行(列)數據并將之存入緩存，由此實現列截取功能。從圖5的時序示意圖可清楚地看出上述行列截取的關系。該EPROM截取控制電路定時準確，價格低廉，而且可任意調整輸出數據的輸出位數和輸出時間。
緩存的讀操作在視頻信號偶數場時完成，通過奇偶場鑒別信號的下跳延(下降沿)標志著偶場的到來。偶數場時停止視頻信號的A/D轉換，將緩存中信號取出并傳送至后級。此時地址產生器的時鐘脈沖轉換為8MHz的讀時鐘脈沖。
3、灰度調制的功能是將輸入的8位數據直接調制成脈寬表示的灰度信號。灰度調制電路的核心器件是灰度調制器，可選用北京北方華虹微系統有限公司的BHL2000芯片。奇偶場鑒別信號控制灰度調制器的使能端。奇數場時，灰度調制器停止工作，輸出低電平，FED顯示器消隱，不顯示。偶數場時，前端送來數字視頻信號，由灰度調制行同步信號通知灰度調制器開始接收數據，存入灰度調制器內部的緩存器的首地址。輸入完第一行后，在灰度調制行輸出信號的作用下，調制器對其緩存器首地址的數據進行灰度調制后輸出。灰度調制行同步信號通知灰度調制器開始接收第二行數據。在這一過程中，數據的輸入、調制和輸出相互獨立，互不干擾。輸入完兩行后，在灰度調制場同步信號的作用下，輸入灰度調制器的數據重新從首地址開始存儲。在第二行輸入完后，灰度調制清除信號令調制器重新從首地址取數據進行調制并輸出。順便指出的是，數據輸入時鐘脈沖頻率為8MHz，調制時鐘脈沖的頻率為4MHz。
4、后級驅動部分包括列后級驅動電路和行后級驅動電路。它們是用來進行低壓圖像和掃描脈沖信號的功率增益，即在完成電壓、電流幅度放大的同時實現驅動電路與FED顯示屏的參數匹配。
列驅動部分的特征在于灰度調制器BHL2000輸出的圖像脈沖信號L-IN經過T1基極限流電阻R1后送入T1基極，T1和射極電阻R2組成射隨器來匹配前級的輸入阻抗參數，然后再通過T2基極限流電阻R3后送入T2基極，開關管T2和集電極電阻R4組成共射極功率開關電路，對圖像脈沖進行功率增益，最后信號經過輸出限流電阻R5輸出信號L-OUT送入顯示屏的列電極引線。其輸出驅動信號滿足下列參數電壓60VP-P-150VP-P，電流不小于10mAP-P，并具有對電容性負載補償的功能。
行驅動部分的特征在于掃描脈沖信號H-IN經過T1基極限流電阻R1和基極加速電容C1后送入T1基極，T1和射極電阻R2組成射隨器來匹配前級的輸入阻抗參數，然后再通過整形二極管D1后送入T2基極，開關管T2和集電極電阻R4組成共射極功率開關電路，對圖像脈沖進行功率增益，最后信號經過輸出限流電阻R5輸出信號H-OUT送入顯示屏的行電極引線。其輸出驅動信號滿足下列參數電壓60VP-P-150VP-P，電流不小于300mAP-P，并具有對電容性負載補償的功能。
電路的工作原理是將PAL制式電視接收器或由VCD、DVD等提供的PAL制式的模擬視頻圖像信號送入視頻輸入處理器SAA7111中進行視頻的A/D采集變換為8位數字圖象亮度信號，然后在數據緩存寫地址產生器的控制下存入緩沖存儲器同時實現圖像的區域截取，單幀圖像的容量為512×256×8bits。(接著應用緩沖存儲器與FED顯示屏物理地址的映射方法)，采用逐行掃描的方式將緩存中的每點8bits的圖像數據送入圖像灰度調制器BHL2000進行圖像灰度的還原，其輸出脈沖的寬度與圖像數據數值的大小成正比，輸出的圖像脈沖送入后級功率驅動放大器產生相應的驅動脈沖，用于驅動FED顯示屏。電源單元提供各部分電路所需的直流電壓。本實用新型電路能實時地采集處理視頻圖像，并準確地在FED屏上再現。
權利要求1.一種場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路，其特征在于它是由一個視頻接收單元，一個視頻A/D轉換單元，一個視頻數據存放的數據緩存單元，一個灰度調制單元，一個功率放大的后級驅動單元，以及電源等部分組成，該電路首先將PAL制式的圖像視頻信號進行A/D采集變換后送入緩存同時實現圖像的區域截取，然后按逐行掃描的方式傳送圖像數據并通過灰度調制單元完成圖像灰度的還原，最后送入后級功率驅動放大器產生相應的驅動脈沖來驅動FED顯示屏，電源對上述各部分電路提供所需的電壓。
2.根據權利要求1所述的場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路，其特征是視頻A/D轉換部分包含視頻解碼器SAA7111。
3.根據權利要求1所述的場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路，其特征是數據緩存部分包含有數據緩存讀寫地址產生器(其型號為74HC161)及數據緩沖存儲器(其型號為A617308S)。
4.根據權利要求1所述的場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路，其特征是灰度調制單元包含灰度調制器(其芯片型號為BHL2000)。
5.根據權利要求1所述的場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路，其特征是后級驅動部分包括列后級驅動電路和行后級驅動電路。
6.根據權利要求5所述的場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路，其特征是列后級驅動電路包含射隨器和共射極功率開關電路。
7.根據權利要求5所述的場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路，其特征是行后級驅動電路包含射隨器和共射極功率開關電路。
專利摘要本實用新型提供一種場致發射顯示器(FED)視頻驅動電路，其特征在于它是由一個視頻接收單元，一個模擬視頻轉換為數字視頻的A/D單元，一個視頻數據存放的緩存單元，一個灰度調制單元，一個功率放大的后級驅動單元，以及電源組成的。電路將PAL制式的視頻圖像信號進行A/D采集變換后送入緩存同時實現圖像的區域截取，然后按逐行掃描的方式傳送圖像數據并完成圖像灰度的還原，最后送入后級功率驅動放大器產生驅動脈沖來驅動FED顯示屏，電源對上述各部分電路進行供電。本實用新型能實時地采集處理單色視頻圖像，并準確地在FED屏上再現，解決了在FED屏上實現實時視頻圖像顯示的難題。
文檔編號G09G1/00GK2622804SQ0322880
公開日2004年6月30日 申請日期2003年2月14日 優先權日2003年2月14日
發明者郭太良, 林志賢 申請人:廈門火炬福大顯示技術有限公司, 福州大學