TFT-LCD电路设计之时序控制电路(TCON)

时序控制电路(TCON)

TCON中除了输入接口的Rx电路和输出电路接口Tx电路外,还包含:①驱动IC控制模块;②数据处理功能块;③显示屏特殊技术功能块。Control Signal Generator 属于驱动IC控制功能模块,包含Gamma Correction 和FRC的Data Processsing属于数据处理功能模块。
在这里插入图片描述

驱动IC控制功能模块

作用:把输入接口Rx接受的控制信号DE、HS、VS转换为数据驱动电路(SD)和扫描驱动电路(GD)能够识别的控制信号。SD控制信号:STH、TP、POL等,GD控制信号:STV(帧起始脉冲信号)、CPV、OE等。DE为高电平的时间即为行有效数据输出时间。HS高电平有效,周期性地控制每一行像素的数据输入信号。VS高电平有效,周期性控制每一帧像素显示的数据信号。
SD的行起始脉冲信号的时STH,在有效数据输出前一个HCK周期开始上升沿触发。只有STH触发为高电平,下个HCK周期才可以输出有效数据。
其中mini-LVDS接口是在差分数据中传输STV信号。
极性反转信号POL是确保每行的输出数据的正负极性,如果偶数帧和奇数帧的POL反相,可以是每一行在前后两帧之间的极性反转。对于COM电压一定的驱动方式,可以通过POL信号实现点反转、帧反转、行反转和列反转。

数据处理模块

数据处理模块主要包含伽马校正和Dithering(FRC)处理两部分。
伽马校正的原因:①人体感觉到的亮度和物体呈现的亮度呈非线性,近似成幂指数关系;
②TFT-LCD的电光特性呈非线性。
伽马矫正的目的:让人眼感觉到的亮度与输入的灰阶呈线性关系,使得TFT-LCD真实的还原物体颜色。伽马校正主要由灰阶电路和数据驱动电路完成(SD)。

TCON电路中的伽马校正对象时FRC控制的数据,一般分为两种情况
①为了降低数据驱动电路的成本,简化IC和PCB的设计,通过TCON的数据处理能力,实现用6bits/8bits数据模拟8bits/10bits性能;
②为了改善显示品质,通过TCON的数据处理能力,扩展输入数据的位数,多出的数据用于替代特殊情况下的数据输出。

6bits数据模型8bits性能过程
相对6bits输入数据进行伽马校正,形成8bits的灰阶等级,然后进行Dithering处理,分解8bits的灰阶等级,其中6bits用于灰阶电压的调制,2bits用于FRC的输出。TCON中使用的Dithering处理一般是时间处理FRC和空间处理PD相结合。

显示屏特殊技术功能块

TFT-LCD显示屏需要的特殊处理不同,相应的TCON功能块不同。相关模块有:Data Swap,Fail Safe Mode,ROM/Serial Bus,Aging Function,Black Insertion,Overdrive等。
Data Swaps的目的:方便PCB布局布线。
Fail Safe Mode(故障安全模式):在识别输入信号异常时,显示固定的画面。
ROM/Serial Bus:增强TCON内调节参数的灵活性,如可以用于驱动电路的控制时序调节,老化图案调节、Data Swap调节等。一般采用内置ROM和外置EEPROM,ROM烧入固定的参数值,EEPROM用于调节Debug或者验证时·的参数值,使得TCON具有更强的兼容性。
Black Insertion和Overdrive都是用于改善TFT-LCD的动态画面模糊的技术。

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