Led顯示屏驅(qū)動裝置、方法和led顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED顯示屏驅(qū)動裝置、方法和LED顯示系統(tǒng),該驅(qū)動裝置包括系統(tǒng)控制單元和多個鎖相環(huán)電路；系統(tǒng)控制單元包括用來產(chǎn)生一個同步啟動信號的同步信號發(fā)生器；每個鎖相環(huán)電路包括鑒頻鑒相器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、分頻器、ΣΔ調(diào)制器和擴頻調(diào)制深度控制器，擴頻調(diào)制深度控制器用來接收來自系統(tǒng)控制單元之同步信號發(fā)生器的同步啟動信號，一旦收到同步啟動信號，擴頻調(diào)制深度控制器就馬上開始擴頻調(diào)制。本發(fā)明驅(qū)動裝置噪聲低、抖動小、EMI輻射小和很適合高分辨率的LED顯示屏使用，而且保證了各LED驅(qū)動芯片之間的同步。
【專利說明】LED顯示屏驅(qū)動裝置、方法和LED顯示系統(tǒng)
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】 本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及LED即半導體發(fā)光二極管矩陣的顯示系統(tǒng)，尤其 涉及用于該系統(tǒng)的由同步啟動信號控制多個鎖相環(huán)電路的LED顯示屏驅(qū)動裝置，以及由 同步啟動信號控制多個鎖相環(huán)來驅(qū)動LED顯示屏的方法。本發(fā)明涉及的LED是英文Light Emitting Diode的縮寫，中文意思是"發(fā)光二極管"。
[0002] 【【背景技術(shù)】】 近年來，LED作為一種節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，應(yīng)用越來越廣泛，例如LED被廣泛應(yīng)用于信息和 消息的顯示。LED是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能且能降低對操作電壓和電流要求的固體器件。 相比其它顯示面板，LED提供了更高的亮度和更高的發(fā)光效率。
[0003] 如圖1所示，LED顯示屏包括LED陣列和多個LED驅(qū)動芯片。LED驅(qū)動芯片的數(shù)量 取決于LED顯示屏的尺寸和分辨率。
[0004] 例如，一塊高清晰度LED顯示屏需要1280x720像素點，如果一枚驅(qū)動芯片控制 64x16個LED像素點，則總共需要900枚驅(qū)動芯片。如果900枚驅(qū)動芯片同時對單一的串行 時鐘信號響應(yīng)，將會導致電磁輻射問題，譬如電磁干擾（EMI )。因此，對于高清晰度或更大尺 寸的LED顯示屏，EMI輻射是一個問題。
[0005] 為降低EMI輻射，可使用擴頻調(diào)制深度控制器來控制，此調(diào)制相對于基準時鐘信 號的輸入頻率而言，擴展輸出時鐘信號的頻譜，從而降低EMI的峰值。
[0006] 可是，當使用擴頻調(diào)制深度控制器時，同步將相當?shù)睦щy。因為擴頻調(diào)制深度控制 器是鎖相環(huán)工作時自動開始的，擴頻調(diào)制深度控制器的初始點是受干擾因素的影響，比如 外部電源的上升速率和IC工藝偏差。由于這些干擾，每個擴頻調(diào)制深度控制器都是從它自 己的起始時間開始的。
[0007] 擴頻調(diào)制深度控制器的不同步會引發(fā)一個問題。舉例說明，當有兩枚LED驅(qū)動芯 片開啟于不同的時間，這兩枚LED驅(qū)動芯片的調(diào)制波形可能會有相位差。圖2表示了在兩 個調(diào)制控制過程中的180度相位差的情景。每個頻譜擴展通常都被限制在±1. 0%的擴頻 調(diào)制深度內(nèi)；而就圖2來說，兩個驅(qū)動芯片之間的頻率差異可達2%，這種驅(qū)動芯片間的差異 可能會引起LED顯示屏上光強度的一致性問題。
[0008] 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種LED顯示屏 驅(qū)動裝置、方法和LED顯示系統(tǒng)，噪聲低、抖動小、EMI輻射小和很適合高分辨率的LED顯 示屏使用，而且保證了 LED顯示屏之各LED驅(qū)動芯片之間的同步。
[0009] 本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是： 提供一種由同步啟動信號控制多個鎖相環(huán)電路的LED顯示屏驅(qū)動裝置，包括系統(tǒng)控制 單元和多個鎖相環(huán)電路；所述系統(tǒng)控制單元包括用來產(chǎn)生一個同步啟動信號的同步信號發(fā) 生器；每一個鎖相環(huán)電路包括：一個鑒頻鑒相器，根據(jù)反饋信號和參考信號產(chǎn)生一個相位 差信號；一個電荷泵，用來接收所述鑒頻鑒相器的相位差信號和根據(jù)該相位差信號產(chǎn)生輸 出電流來調(diào)準相位使之對齊；一個環(huán)路濾波器，用來接收所述電荷泵的輸出電流和將該輸 出電流變換為電壓控制信號；一個壓控振蕩器，用來接收所述環(huán)路濾波器的電壓控制信號 和產(chǎn)生一個電壓控制輸出信號；一個分頻器，用來接收所述壓控振蕩器的電壓控制輸出信 號和一個隨機數(shù)序列，以及產(chǎn)生反饋信號，該反饋信號輸送到所述鑒頻鑒相器；一個Σ Λ 調(diào)制器，給所述分頻器產(chǎn)生一個隨機數(shù)序列；和一個耦合到所述Σ △調(diào)制器的擴頻調(diào)制深 度控制器，該擴頻調(diào)制深度控制器用來接收來自所述系統(tǒng)控制單元之同步信號發(fā)生器的同 步啟動信號，一旦收到所述同步啟動信號，所述擴頻調(diào)制深度控制器就馬上開始擴頻調(diào)制。 [0010] 在所述系統(tǒng)控制單元被用于改變所述擴頻調(diào)制深度控制器的擴頻調(diào)制深度之后， 所述同步信號發(fā)生器才傳輸所述同步啟動信號給所述擴頻調(diào)制深度控制器。
[0011] 所述擴頻調(diào)制深度是在-9. 9%到9. 9%的范圍內(nèi)。
[0012] 當各鎖相環(huán)電路接收到上電復位信號并再經(jīng)歷預(yù)先設(shè)定的一段時間后，所述系統(tǒng) 控制單元才改變所述擴頻調(diào)制深度控制器的擴頻調(diào)制深度。
[0013] 所述預(yù)先設(shè)定的一段時間是當各鎖相環(huán)電路被鎖定時的一段時間長度。
[0014] 所述預(yù)先設(shè)定的一段時間少于200毫秒。
[0015] 多個鎖相環(huán)電路根據(jù)各自的位置被分成多組，并且所述同步信號發(fā)生器分別以一 個時間差給多組鎖相環(huán)電路傳輸多個同步啟動信號。
[0016] 所述時間差是由所述系統(tǒng)控制單元控制。所述時間差小于預(yù)先設(shè)定的時間差。
[0017] 所述擴頻調(diào)制深度控制器內(nèi)含有用來產(chǎn)生一系列調(diào)制波形代碼的存儲器，該一系 列調(diào)制波形代碼被輸入到所述Σ △調(diào)制器。
[0018] 每一個鎖相環(huán)電路還包括求和模塊，所述壓控振蕩器的電壓控制輸出信號和σ Λ 調(diào)制器產(chǎn)生的一個隨機數(shù)序列通過所述求和模塊傳送到所述分頻器來處理。
[0019] 本發(fā)明還提供一種由同步啟動信號控制多個鎖相環(huán)電路驅(qū)動LED顯示屏的方法， 包括接收上電復位信號來操作多個鎖相環(huán)電路；每個鎖相環(huán)電路在預(yù)先設(shè)定的一段時間之 后，才去改變擴頻調(diào)制的深度；傳輸一個來自系統(tǒng)控制單元上的同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同 步啟動信號給多個擴頻調(diào)制深度控制器以便啟動擴頻調(diào)制進程，其中各擴頻調(diào)制深度控制 器被耦合至各自的鎖相環(huán)電路。
[0020] 發(fā)送同步啟動信號的步驟包括一起發(fā)送同步啟動信號到所述多個擴頻調(diào)制深度 控制器，以便所述多個擴頻調(diào)制深度控制器同步啟動擴頻調(diào)制進程。
[0021] 多個鎖相環(huán)電路按照各自的位置分成多組，而發(fā)送同步啟動信號的步驟包括一個 分別以一個時間差傳輸來自所述同步信號發(fā)生器的多個同步啟動信號給所述多組鎖相環(huán) 電路的步驟。
[0022] 多個擴頻調(diào)制深度控制器是一個具有多行和多列陣列的LED顯示屏的一部分，并 且所述行和列又都被分成多組。
[0023] 本發(fā)明還提供一種LED顯示系統(tǒng),包括LED顯示屏和驅(qū)動該LED顯示屏的驅(qū)動裝 置；所述驅(qū)動裝置包括系統(tǒng)控制單元和多個鎖相環(huán)電路；所述系統(tǒng)控制單元包括用來產(chǎn)生 一個同步啟動信號的同步信號發(fā)生器；每一個鎖相環(huán)電路包括：一個鑒頻鑒相器，根據(jù)反 饋信號和參考信號產(chǎn)生一個相位差信號；一個電荷泵，用來接收所述鑒頻鑒相器的相位差 信號和根據(jù)該相位差信號產(chǎn)生輸出電流來調(diào)準相位使之對齊；一個環(huán)路濾波器，用來接收 所述電荷泵的輸出電流和將該輸出電流變換為電壓控制信號；一個壓控振蕩器，用來接收 所述環(huán)路濾波器的電壓控制信號和產(chǎn)生一個電壓控制輸出信號；一個分頻器，用來接收所 述壓控振蕩器的電壓控制輸出信號和一個隨機數(shù)序列，以及產(chǎn)生反饋信號，該反饋信號輸 送到所述鑒頻鑒相器；一個Σ Λ調(diào)制器，給所述分頻器產(chǎn)生一個隨機數(shù)序列；和一個耦合 到所述Σ △調(diào)制器的擴頻調(diào)制深度控制器，該擴頻調(diào)制深度控制器用來接收來自所述系 統(tǒng)控制單元之同步信號發(fā)生器的同步啟動信號，一旦收到所述同步啟動信號，所述擴頻調(diào) 制深度控制器就馬上開始擴頻調(diào)制。
[0024] 所述LED顯示屏是具有多行和多列的陣列，并且所述多行和多列又被分成為多 組。
[0025] 同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明LED顯示屏驅(qū)動裝置、方法和LED顯示系統(tǒng)的有益效果 在于： 噪聲低、抖動小、EMI輻射小和很適合高分辨率的LED顯示屏使用，而且保證了 LED顯 示屏之各LED驅(qū)動芯片之間的同步。
[0026] 【【專利附圖】

【附圖說明】】 圖1是現(xiàn)有技術(shù)包含M*N枚LED驅(qū)動芯片陣列的系統(tǒng)方框示意圖，M和N都是正整數(shù)； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)展示兩個調(diào)制過程中相差180度相位差關(guān)系的示意圖； 圖3是本發(fā)明LED顯示屏驅(qū)動裝置一個實施例的電原理方框示意圖，該圖中只畫出了 一個鎖相環(huán)電路100 ; 圖4表示了 一個給VCO的壓控信號，其有128MHz時鐘，具有-3. 0%到+3. 0%調(diào)制深度， 無同步啟動控制，該VCO是英文voltage controlled oscillator的縮寫，中文意思是"壓 控振蕩器"，壓控信號是"電壓控制信號"的簡稱； 圖5表示了 一個給VCO的壓控信號，其有130. 56MHz時鐘，具有-3. 0%到+3. 0%調(diào)制深 度，帶有同步啟動信號； 圖6A表示了 一個給VCO的壓控信號，其有128MHz時鐘，具有-1. 0%到+1. 0%調(diào)制深度， 帶有同步啟動控制； 圖6B表示了一個時鐘的抖動分布的曲線圖，其有128MHz時鐘，具有-1. 0%到+1. 0%調(diào) 制深度，帶有同步啟動控制； 圖7A表示了給VCO的三角波壓控信號和一個抖動分布，其有128MHz時鐘，具有-1.0% 到+1. 0%調(diào)制深度，帶有同步啟動控制； 圖7B是圖7A中顯示的三個周期波形的快速傅里葉變換圖； 圖8表示了一個給VCO的壓控信號，其有128MHz時鐘，具有1. 0%到+1. 0%調(diào)制深度， 無冋步啟動控制； 圖9是圖8中0?40微秒范圍的放大圖； 圖10表示了 一個給VCO的壓控信號，其有128MHz時鐘，具有-3. 0%到+3. 0%調(diào)制深度， 帶有同步啟動控制； 圖11表示了 一個給VCO的壓控信號，其有128MHz時鐘，具有-3. 0%到+3. 0%調(diào)制深度， 無冋步啟動控制； 圖12是本發(fā)明LED顯示系統(tǒng)的另一個實施例，包含M*N個LED驅(qū)動芯片陣列的系統(tǒng)方 框不意圖，M和N都是正整數(shù)； 圖13表示了在它們之間具有時間差的三個三角波調(diào)制波形示意圖； 圖14是本發(fā)明驅(qū)動LED顯示屏之多個LED驅(qū)動芯片同步變化的方法原理流程示意圖。
[0027] 【【具體實施方式】】 下面結(jié)合各附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0028] 現(xiàn)在詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在各實施例中附有插圖說明，其中貫穿一些 觀點，類似或相同的附圖標記指的是相同的元件。就這一方面，各實施例可能有不同的形 式，并且不應(yīng)理解為是對此處描述的限制。因此，通過參照附圖，各實施例僅如下所述以解 釋本描述的各方面。本文所用的術(shù)語僅是為了描述的目的，不旨在限制本文的范圍。術(shù)語 "包括"和/或"包含"用于指定所規(guī)定元素、步驟、操作和/或組件，但不排除現(xiàn)存或附加的 其他元素、步驟、操作和/或組件。術(shù)語"第一"，"第二"等可用于描述各種元素，但不限制 于這些元素。這些術(shù)語僅用于區(qū)別相互元件。這些和/或其他方面變得淺顯而且本領(lǐng)域的 一個普通技術(shù)人員從本發(fā)明的各實施例并配有附圖的描述中更易理解。本發(fā)明的附圖僅為 說明目的。從下面的描述中，一個本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將很容易意識到這里說明的結(jié)構(gòu) 和方法的不同實現(xiàn)案例，但這些案例并未脫離這里所描述的發(fā)明的原理。
[0029] 參見圖3,本發(fā)明由同步啟動信號控制多個鎖相環(huán)電路的LED顯示屏驅(qū)動裝置包 括系統(tǒng)控制單元10和多個鎖相環(huán)電路100 ;所述系統(tǒng)控制單元10包括用來產(chǎn)生一個同步 啟動信號的同步信號發(fā)生器；每一個鎖相環(huán)電路100包括一個鑒頻鑒相器101、一個電荷泵 103、一個環(huán)路濾波器105、一個壓控振蕩器107、一個分頻器109、一個Σ Δ調(diào)制器113和一 個耦合到所述Σ Λ調(diào)制器113的擴頻調(diào)制深度控制器115。
[0030] 雖然LED顯示屏驅(qū)動裝置包含多個鎖相環(huán)電路100,為了使描述簡單和清楚，附圖 3僅描述一個單獨的鎖相環(huán)電路100來作為典型說明。
[0031] 參見圖3,鑒頻鑒相器簡稱PFD，該PFD是英文phase frequency detector的縮 寫，鑒頻鑒相器101接收參考頻率信號和接收分頻器109的分頻反饋信號，本發(fā)明中的參考 頻率信號簡稱參考信號，分頻反饋信號簡稱反饋信號；該鑒頻鑒相器101再根據(jù)反饋信號 和參考信號來產(chǎn)生一個相位差信號，并將該相位差信號輸出到電荷泵103。
[0032] 參見圖3,電荷泵103用來接收所述鑒頻鑒相器101的相位差信號和根據(jù)該相位差 信號產(chǎn)生輸出電流，來調(diào)準相位使之對齊。電荷泵103改變充電電流。
[0033] 參見圖3,環(huán)路濾波器105用來接收所述電荷泵103的輸出電流和將該輸出電流變 換為電壓控制信號；本發(fā)明中的電壓控制信號可以簡稱為壓控信號。環(huán)路濾波器105可使 用高階濾波器來減少各種類型或來源的相位噪聲和諧波。例如，環(huán)路濾波器105可以使用 三階環(huán)路濾波器來減少噪聲。
[0034] 參見圖3,壓控振蕩器簡稱VCO ,該VCO是英文voltage controlled oscillator 的縮寫，壓控振蕩器107用來接收所述環(huán)路濾波器105的電壓控制信號和產(chǎn)生一個電壓控 制輸出信號；本發(fā)明中的電壓控制輸出信號可以簡稱為壓控輸出信號。壓控振蕩器107的 振蕩頻率取決于電壓控制信號。
[0035] 參見圖3,分頻器109用來接收所述壓控振蕩器107的電壓控制輸出信號和一個隨 機數(shù)序列，以及產(chǎn)生反饋信號，該反饋信號輸送到所述鑒頻鑒相器101。分頻器109耦合到 所述壓控振蕩器107用來改變一個調(diào)制周期內(nèi)的分頻比，調(diào)制周期是根據(jù)耦合到Σ △調(diào)制 器113的擴頻調(diào)制深度控制器115產(chǎn)生的擴頻調(diào)制深度要求產(chǎn)生的。分頻比總能擴展成多 個等效分數(shù)的表達式。鎖相環(huán)電路100是一個分數(shù)鎖相環(huán)，可以由一個整數(shù)和一個分數(shù)相 乘。在調(diào)制周期，分數(shù)值可被連續(xù)地改變，從而在指定范圍內(nèi)均勻地擴頻。分頻器109把從 所述壓控振蕩器107中輸出的電壓控制輸出信號的頻率分頻，并產(chǎn)生分頻反饋信號，該分 頻反饋信號被輸送到所述鑒頻鑒相器101。分頻器109可以是多模分頻器。分頻器109還 提供給Σ Λ調(diào)制器113所需的時鐘信號。
[0036] 參見圖3,所述擴頻調(diào)制深度控制器115內(nèi)含有用來產(chǎn)生調(diào)制波形代碼序列的存 儲器111，該調(diào)制波形代碼序列被輸入到所述Σ Λ調(diào)制器113 ;存儲器111內(nèi)包含了調(diào)制 波形代碼序列，比如帶比例可調(diào)整的三角波形。存儲器111可包括ROM (只讀存儲器)、RAM (隨機存取存儲器)和某種形式的觸發(fā)器。存儲器111產(chǎn)生二進制補碼格式的M位碼。壓控 振蕩器107的頻率會被存儲器碼和數(shù)字Σ Λ調(diào)制器113輸出的隨機數(shù)序列所調(diào)制。
[0037] 參見圖3, Σ Λ調(diào)制器113給所述分頻器109產(chǎn)生一個隨機數(shù)序列。Σ Λ調(diào)制器 113用來降低分頻器109波動所產(chǎn)生的噪聲，它把噪聲推至高頻率從而使該噪聲更容易被 濾除和使相位噪聲變?nèi)醯浇咏行念l率可忽略的水平。Σ Λ調(diào)制器113把以二進制補碼 格式的M位碼從存儲器111取出并生成隨機數(shù)序列來調(diào)制N模分頻器109, N模分頻器109 表示該分頻器109是多模分頻器。帶有高階的環(huán)路濾波器105和Σ △調(diào)制器113用來在 一個完整的調(diào)制周期內(nèi)實現(xiàn)精確的頻率變化；同時，也在調(diào)制周期內(nèi)保持低的周期間抖動。
[0038] 參見圖3,擴頻調(diào)制深度控制器115耦合到Σ Λ調(diào)制器113,該擴頻調(diào)制深度控制 器115用來接收來自所述系統(tǒng)控制單元10之同步信號發(fā)生器的同步啟動信號，一旦收到所 述同步啟動信號，所述擴頻調(diào)制深度控制器115就馬上開始啟動擴頻調(diào)制。
[0039] 在所述系統(tǒng)控制單元10被用于改變所述擴頻調(diào)制深度控制器115的擴頻調(diào)制深 度之后，所述同步信號發(fā)生器才傳輸所述同步啟動信號給所述擴頻調(diào)制深度控制器115。
[0040] 所述擴頻調(diào)制深度是在-9. 9%到9. 9%的范圍內(nèi)。
[0041] 當各鎖相環(huán)電路100接收到上電復位信號并再經(jīng)歷預(yù)先設(shè)定的一段時間后，所述 系統(tǒng)控制單元10才改變所述擴頻調(diào)制深度控制器115的擴頻調(diào)制深度。
[0042] 所述預(yù)先設(shè)定的一段時間是當各鎖相環(huán)電路100被鎖定時的一段時間長度。
[0043] 例如，所述預(yù)先設(shè)定的一段時間少于200毫秒。
[0044] 多個鎖相環(huán)電路100根據(jù)各自的位置被分成多組，并且所述同步信號發(fā)生器分別 以一個時間差給多組鎖相環(huán)電路100傳輸多個同步啟動信號。
[0045] 所述時間差是由所述系統(tǒng)控制單元10控制。所述時間差小于預(yù)先設(shè)定的時間差。
[0046] 參見圖3,每一個鎖相環(huán)電路100還包括求和模塊117,該求和模塊117也就是加 法器，其本身含整數(shù)部分；所述壓控振蕩器107的電壓控制輸出信號和Σ △調(diào)制器113產(chǎn) 生的一個隨機數(shù)序列通過求和模塊117傳送到分頻器109來處理，實際上Σ Λ調(diào)制器113 產(chǎn)生的一個隨機數(shù)序列是一個小數(shù)部分。
[0047] 參見圖3,分頻器109中的Ν. F的意思是：N和F分別代表數(shù)字的整數(shù)部分和小數(shù) 部分，那個點"表示十進制的小數(shù)點。
[0048] 參見圖3,擴頻控制器單元包含擴頻調(diào)制深度控制器115和Σ Λ調(diào)制器113。擴 頻控制器單元是用來調(diào)節(jié)擴頻調(diào)制深度的。擴頻調(diào)制深度是一個頻率范圍，時鐘以調(diào)制速 度的速率使頻率在此范圍內(nèi)偏移。擴頻調(diào)制深度以擴展百分比記，是頻率偏移的頻帶與輸 出時鐘頻率的比值。舉個例子，一個IOOMHz時鐘并具有-1. 0%到+1. 0%擴頻調(diào)制深度，表 示的是調(diào)制時鐘頻率的頻帶從99MHz到IOlMHz之間變化，這決定了 EMI峰值的減少量。一 般來說，擴頻調(diào)制深度越大，EMI衰減就會越大。調(diào)制率是時鐘源的能量分布在各輸出頻率 的頻帶的比率。調(diào)制模式將決定EMI峰值降低的效果。
[0049] 參見圖3,擴頻控制器單元是用于接收同步啟動信號的。一旦接收了同步啟動信 號，擴頻控制器單元的擴頻調(diào)制深度控制器115便開始進行擴頻調(diào)制。擴頻調(diào)制深度控制 器115對PVT(工藝過程、電壓和溫度)特征或條件是不變的。每個擴頻調(diào)制深度控制器115 的啟動點不會受外部電源爬升速率及LED驅(qū)動芯片的IC工藝過程偏斜的干涉因素所影響。 因為同步啟動信號是來自LED驅(qū)動芯片外部的信號，擴頻調(diào)制深度控制器115以同步啟動 信號來開始擴頻調(diào)制。因此，這種擴頻調(diào)制深度控制器115的啟動機制不僅保證了 EMI降 低，而且保證了 LED驅(qū)動芯片之間的同步。這種同步機制同時也處理了 LED驅(qū)動芯片之間 的抖動控制。因此，這種帶有同步啟動信號機制的驅(qū)動裝置很適合高分辨率的LED顯示屏。
[0050] 擴頻控制器單元會在圖4中有進一步描述。同步啟動信號的啟動機制會在圖5中 更加詳細地描述。
[0051] 圖4表示了給壓控振蕩器107的壓控信號，其有128MHz時鐘，帶有-3. 0%到+3. 0% 的擴頻調(diào)制深度，并且無同步啟動控制。
[0052] 參見圖3,存儲器111產(chǎn)生以二進制補碼形式的M位碼。二進制補碼的數(shù)字被輸入 到ΣΛ調(diào)制器113, ΣΛ調(diào)制器113產(chǎn)生輸送給N模分頻器109的分頻比。圖4中，分頻 器109在時間TO后1毫秒時開啟。一個分頻比在調(diào)制周期內(nèi)發(fā)生改變，這反應(yīng)了給壓控振 蕩器107的壓控信號的波動。圖4的X軸表示以微秒為單位的時間量度。擴頻調(diào)制深度控 制器115中的擴頻調(diào)制深度也記為在TO時間時3的擴展百分數(shù)，意思是擴頻調(diào)制深度的百 分數(shù)在TO時間是從3%開始。在擴頻調(diào)制深度在TO時刻改變之后1毫秒，Σ Λ調(diào)制器113 產(chǎn)生一個在0?5微秒的分頻比。擴頻調(diào)制深度控制器115能在TO或任何給定時間自動 開啟。如上所解釋，由于多種LED驅(qū)動芯片的干涉因素，擴頻調(diào)制的啟動點會變化。此外， 每個鎖相環(huán)電路100接收上電復位信號來初始化其進程，很難以同步方式來控制上電復位 信號，因此啟動點會更加多變。擴頻調(diào)制深度可被設(shè)置在-5%到5%的范圍內(nèi)?？墒窃摲秶?并不限于此。
[0053] 圖5表示了給壓控振蕩器107的壓控信號，具有130. 56MHz時鐘，帶有-3%到+3% 的調(diào)制深度，并且?guī)в型絾有盘枴Ｃ總€鎖相環(huán)電路100在TO時刻（圖中未標示)接收上 電復位信號，在那同時，擴頻調(diào)制深度在無擴展模式（〇%)下運行。在1毫秒周期之后，鎖相 環(huán)電路100的GCLK (全局時鐘腳）鎖在Tl時刻。圖3的系統(tǒng)控制單元10是改變擴頻調(diào)制 深度的。在GCLK鎖住之后，系統(tǒng)控制單元10在T2時刻改變擴頻調(diào)制深度從0%到3%。擴 頻調(diào)制深度控制器115不會在T2時刻開始它的處理，但會準備接收同步啟動信號。
[0054] 參見圖3和圖5,系統(tǒng)控制單元10包括一個同步信號發(fā)生器（圖中未畫出）。同步 信號發(fā)生器在啟動點T3發(fā)送同步啟動信號給每個LED顯示屏上的LED驅(qū)動芯片。
[0055] 參見圖4和圖5,時間TO, Tl, T2和T3滿足下列不等式1 :
[不等式 1] T0〈T1〈T2 S T3。
[0056] 參見圖4和圖5,在來自時間TO、Tl或Τ2的一段預(yù)定時間間隔后，系統(tǒng)控制單元 10在T3時刻傳輸一個同步啟動信號，以便以同步方式操作多個擴頻調(diào)制深度控制器115。 該預(yù)定時間是一個可編程值，可以由啟動點時刻T3和上電復位信號接收時間TO之間間隔 (T3-T0 )來測量，也可由啟動點時刻T3和GCLK信號被鎖頻的時刻T1之間間隔（T3-T1)來 測量，或者由啟動點時刻T3和調(diào)制深度改變的時刻T2之間間隔（T3-T2)來測量。例如，預(yù) 定時間間隔可以小于60毫秒。
[0057] 參見圖3和圖5,系統(tǒng)控制單元10傳輸同步啟動信號以便以同步方式操作多個擴 頻調(diào)制深度控制器115。同步啟動信號的啟動時刻T3對于外部電源的爬升速率和IC工藝 過程偏斜是不變的。因此，只要接收了同步啟動信號，多個擴頻調(diào)制深度控制器115就會以 同步方式開始擴頻調(diào)制。
[0058] 參見圖3和圖12，LED顯示屏有多個LED驅(qū)動芯片來實現(xiàn)相互之間的同步。無論每 個LED驅(qū)動芯片有什么干擾因素的變化，那些貫穿LED顯示屏的多個擴頻調(diào)制深度控制器 115都會根據(jù)同步啟動信號，以同步方式進行擴頻調(diào)制。擴頻調(diào)制深度會在-9. 9%到9. 9% 范圍內(nèi)。
[0059] 圖6A表示了給壓控振蕩器107的一個壓控信號，其有128MHz時鐘，具有-1. 0%到 +1. 0%的調(diào)制深度，帶有同步啟動信號。圖6B表示了一個時鐘的抖動分布圖，該時鐘的頻率 是128MHz，帶有-1. 0%到+1. 0%調(diào)制深度，并且?guī)絾有盘枴?br> [0060] 參見圖3,存儲器111以二進制補碼的格式產(chǎn)生M位碼。二進制補碼形式的數(shù)字 被輸入到Σ Λ調(diào)制器113中，Σ Λ調(diào)制器113產(chǎn)生分頻比值并送入N模分頻器109。在圖 6Α中，分頻比值沿著X軸被標示為64,、65、62、63、67、61、67和十六進制的5?。十六進制代 碼能被轉(zhuǎn)換成十進制分頻比如1〇〇、1〇1、98、103、97、103和95。分頻比值在一個調(diào)制周期 改變，這反映到壓控振蕩器107壓控信號的起伏。圖6Α和圖6Β的X坐標以微秒為時間單 位。擴頻調(diào)制深度控制器115的擴頻調(diào)制深度沿Y軸以百分比（％)來表示。圖6Α表示了 擴頻調(diào)制深度百分比在25 μ S從0%變化到1%的情況。在擴頻調(diào)制深度變化之后，Σ Λ調(diào) 制器113在25. 2μ S時產(chǎn)生了一個分頻比65。因此，擴頻調(diào)制深度控制器115的起始點SP 是在25. 2 μ S。擴頻調(diào)制深度控制器115-旦收到來自系統(tǒng)控制單元10的同步信號就開始 工作。
[0061] 圖6Β描述了一個圖6Α實施例的抖動分布圖形。這個抖動分布曲線反映了壓控振 蕩器107壓控信號的頻率變化。Σ Λ調(diào)制器113的輸出值反映了輸入值在±1. 0%的范圍 內(nèi)變化。
[0062] 圖7Α表示了給壓控振蕩器107的三角形壓控信號和抖動分布，其是一個128MHz 時鐘，并且?guī)в小?. 0%調(diào)制深度和同步啟動控制。圖7B表示了圖7A中三個周期波形的快 速傅里葉變換圖（FFT，是英文Fast Fourier Transform的縮寫)。
[0063] 圖7A展示了給壓控振蕩器107的三角形壓控信號波形和抖動分布曲線，其帶有 ±1.0%的調(diào)制深度。
[0064] FFT將一個時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€頻域數(shù)據(jù)。FFT是傅里葉變換的數(shù)字實現(xiàn)。圖 7B是圖7A中從29. 25μ S到123μ S的壓控信號的3個周期波形的FFT圖形。128MHz的 1%是I. 28MHz。因此，一個± 1. 0%調(diào)制深度的128MHz時鐘表明調(diào)制時鐘在126. 72MHz到 129. 28MHz帶寬內(nèi)變化。根據(jù)圖7B，F(xiàn)FT圖形有頻率的X坐標和對數(shù)形式（dB)的幅值響應(yīng) 的Y坐標。調(diào)制時鐘沿著X軸在126. 72MHz到129. 28MHz帶寬內(nèi)有高的幅值。因此，圖7B 展示了擴頻調(diào)制深度控制器115成功的擴展了從126. 72MHz到129. 28MHz帶寬的系統(tǒng)時鐘 的峰值能量，以便減小EMI輻射。
[0065] 圖8是一個給壓控振蕩器107的壓控信號圖，其是一個128MHz時鐘，并且?guī)в?±1.0%調(diào)制深度和無同步啟動控制的。圖9展示了圖8的0?40微秒的放大圖形。參考 圖3、圖8和11，Σ Λ調(diào)制器113產(chǎn)生分頻比并送入到N模分頻器109。在擴頻調(diào)制深度控 制器115中的擴頻調(diào)制深度在時刻0的時被標記為擴展率1%，并且分頻器109在時刻0之 后1微秒開始工作。分頻比在調(diào)制周期內(nèi)發(fā)生改變反映了壓控振蕩器107的壓控信號的波 動。圖8和圖9的X坐標單位是微秒。擴頻調(diào)制深度控制器115能自動從0時刻或者任意 給定的時刻開始。
[0066] 圖10是一個給壓控振蕩器107的壓控信號圖，其有±3. 0%調(diào)制深度，并且?guī)в型?步啟動控制的128MHz時鐘。擴頻調(diào)制深度開始于非擴展模式（0%)。在一段毫秒時間之后， 鎖相環(huán)電路100的GCLK被鎖定在28微秒附近。在GCLK被鎖定之后，系統(tǒng)控制單元10在 30微秒的時候從0%到3. 0%改變擴頻調(diào)制深度。在擴頻調(diào)制深度被改變之后，擴頻調(diào)制深 度控制器115 -旦收到同步啟動信號，就馬上開始擴頻調(diào)制。
[0067] 圖11是一個給壓控振蕩器107的壓控信號圖，其有±3. 0%調(diào)制深度，并且?guī)в袩o 同步啟動控制的128MHz時鐘。參考圖3和圖11，Σ Λ調(diào)制器113產(chǎn)生分頻比并送入到N 模分頻器109。擴頻調(diào)制深度控制器115中的調(diào)制深度在時刻0時擴展率也被標記為3%。 一個在調(diào)制周期內(nèi)改變的分頻比反映了壓控振蕩器107的壓控信號的波動。
[0068] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，系統(tǒng)控制單元10通過控制同步啟動信號來管理同步 變化的LED驅(qū)動芯片。圖12是一個LED陣列的系統(tǒng)方框圖，有Μ*Ν枚LED驅(qū)動芯片。每一 枚LED驅(qū)動芯片都包含一個鎖相環(huán)電路100。
[0069] 參見圖3和圖12,本發(fā)明的另一實施例LED顯示系統(tǒng)，包括LED顯示屏和驅(qū)動該 LED顯示屏的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置采用上面所描述的LED顯示屏的驅(qū)動裝置，在此不再 贅述。
[0070] 所述LED顯示屏是具有多行和多列的陣列，并且所述多行和多列又被分成為多 組。例如，參考圖12,多個LED驅(qū)動芯片被排列成N行（1行,2行,3行，......，1?行)。多枚 LED驅(qū)動芯片根據(jù)各自的位置被分成3個組。組1、組2和組3分別包含了第3 (k-1) +1行、 第3 (k-1) +2行和第3k行，這里K是正整數(shù)。
[0071] 參見圖3和圖13,系統(tǒng)控制單元10在不同時間傳遞三個同步啟動信號給三個組來 控制同步變化。圖13表示了在組1、組2和組3中三個在不同時間差的三角調(diào)制波形。三 個組的時間差是可以調(diào)節(jié)到低于先前預(yù)先設(shè)定的時間差。
[0072] 更具體地說，例如，系統(tǒng)控制單元10分別傳遞同步啟動信號1、2和3在X微秒給 組1、在x+y微秒給組2和在x+2y微秒給組3。通過改變X和y的值就可以改變各組之間 的時間差。在相同的組中，擴頻調(diào)制深度控制器115根據(jù)相同的同步啟動信號同步開始工 作。基于X和y的值，每一個組在不同時刻開始工作以便在各組中更好擴展系統(tǒng)時鐘的峰 值能量，從而減少EMI輻射。
[0073] 圖14本發(fā)明驅(qū)動LED顯示屏之多個LED驅(qū)動芯片同步變化的方法原理流程示意 圖。步驟910指的是接收上電復位信號來操作多個鎖相環(huán)電路100 ;步驟920指的是每個鎖 相環(huán)電路100在預(yù)先設(shè)定的一段時間之后，才去改變每個鎖相環(huán)電路100的擴頻調(diào)制深度； 步驟930指的是傳輸一個來自系統(tǒng)控制單元10上的同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步啟動信號 給多個擴頻調(diào)制深度控制器115以便啟動擴頻調(diào)制進程，其中各擴頻調(diào)制深度控制器115 被耦合至各自的鎖相環(huán)電路100。
[0074] 發(fā)送同步啟動信號的步驟包括一起發(fā)送同步啟動信號到所述多個擴頻調(diào)制深度 控制器115,以便所述多個擴頻調(diào)制深度控制器115同步啟動擴頻調(diào)制進程。
[0075] 多個鎖相環(huán)電路100按照各自的位置分成多組，而發(fā)送同步啟動信號的步驟包括 一個分別以一個時間差傳輸來自所述同步信號發(fā)生器的多個同步啟動信號給所述多組鎖 相環(huán)電路100的步驟。
[0076] 多個擴頻調(diào)制深度控制器115是一個具有多行和多列陣列的LED顯示屏的一部 分，并且所述行和列又都被分成多組。
[0077] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制；應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的 保護范圍；因此，凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利 要求的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種由同步啟動信號控制多個鎖相環(huán)電路的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 包括系統(tǒng)控制單元（10)和多個鎖相環(huán)電路（100);所述系統(tǒng)控制單元（10)包括用來產(chǎn) 生一個同步啟動信號的同步信號發(fā)生器；每一個鎖相環(huán)電路（1〇〇)包括： 一個鑒頻鑒相器（101)，根據(jù)反饋信號和參考信號產(chǎn)生一個相位差信號； 一個電荷泵（103)，用來接收所述鑒頻鑒相器（101)的相位差信號和根據(jù)該相位差信 號產(chǎn)生輸出電流來調(diào)準相位使之對齊； 一個環(huán)路濾波器（105)，用來接收所述電荷泵（103)的輸出電流和將該輸出電流變換 為電壓控制信號； 一個壓控振蕩器（107)，用來接收所述環(huán)路濾波器（105)的電壓控制信號和產(chǎn)生一個 電壓控制輸出信號； 一個分頻器（109)，用來接收所述壓控振蕩器（107)的電壓控制輸出信號和一個隨機 數(shù)序列，以及產(chǎn)生反饋信號，該反饋信號輸送到所述鑒頻鑒相器（101); 一個I： A調(diào)制器（113)，給所述分頻器（109)產(chǎn)生一個隨機數(shù)序列； 和一個耦合到所述2 A調(diào)制器（113)的擴頻調(diào)制深度控制器（115)，該擴頻調(diào)制深度 控制器（115)用來接收來自所述系統(tǒng)控制單元（10)之同步信號發(fā)生器的同步啟動信號，一 旦收到所述同步啟動信號，所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)就馬上開始擴頻調(diào)制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 在所述系統(tǒng)控制單元（10)被用于改變所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)的擴頻調(diào)制深 度之后，所述同步信號發(fā)生器才傳輸所述同步啟動信號給所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 所述擴頻調(diào)制深度是在-9. 9%到9. 9%的范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 當各鎖相環(huán)電路（100)接收到上電復位信號并再經(jīng)歷預(yù)先設(shè)定的一段時間后，所述系 統(tǒng)控制單元（10)才改變所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)的擴頻調(diào)制深度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 所述預(yù)先設(shè)定的一段時間是當各鎖相環(huán)電路（100)被鎖定時的一段時間長度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 所述預(yù)先設(shè)定的一段時間少于200毫秒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 多個鎖相環(huán)電路（100)根據(jù)各自的位置被分成多組，并且所述同步信號發(fā)生器分別以 一個時間差給多組鎖相環(huán)電路（100)傳輸多個同步啟動信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 所述時間差是由所述系統(tǒng)控制單元（10)控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 所述時間差小于預(yù)先設(shè)定的時間差。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)內(nèi)含有用來產(chǎn)生一系列調(diào)制波形代碼的存儲器 (111)，該一系列調(diào)制波形代碼被輸入到所述2 A調(diào)制器（113)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10之任一項所述的LED顯示屏驅(qū)動裝置，其特征在于： 每一個鎖相環(huán)電路（100 )還包括求和模塊（117 )，所述壓控振蕩器（107 )的電壓控制輸 出信號和I： A調(diào)制器（113)產(chǎn)生的一個隨機數(shù)序列通過所述求和模塊（117)傳送到所述分 頻器（109)來處理。
12. -種由同步啟動信號控制多個鎖相環(huán)電路驅(qū)動LED顯示屏的方法；其特征在于包 括： 接收上電復位信號來操作多個鎖相環(huán)電路（100); 每個鎖相環(huán)電路（100)在預(yù)先設(shè)定的一段時間之后，才去改變擴頻調(diào)制的深度； 傳輸一個來自系統(tǒng)控制單元（10)上的同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步啟動信號給多個擴 頻調(diào)制深度控制器（115)以便啟動擴頻調(diào)制進程，其中各擴頻調(diào)制深度控制器（115)被耦 合至各自的鎖相環(huán)電路（100)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動LED顯示屏的方法，其特征在于： 所述預(yù)先設(shè)定的一段時間是當各鎖相環(huán)電路（100)被鎖定時的一段時間長度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動LED顯示屏的方法，其特征在于： 發(fā)送同步啟動信號的步驟包括一起發(fā)送同步啟動信號到所述多個擴頻調(diào)制深度控制 器（115)，以便所述多個擴頻調(diào)制深度控制器（115)同步啟動擴頻調(diào)制進程。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12至14之任一項所述的驅(qū)動LED顯示屏的方法，其特征在于： 多個鎖相環(huán)電路（100)按照各自的位置分成多組，而發(fā)送同步啟動信號的步驟包括一 個分別以一個時間差傳輸來自所述同步信號發(fā)生器的多個同步啟動信號給所述多組鎖相 環(huán)電路（100)的步驟。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的驅(qū)動LED顯示屏的方法，其特征在于： 多個擴頻調(diào)制深度控制器（115)是一個具有多行和多列陣列的LED顯示屏的一部分， 并且所述行和列又都被分成多組。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的驅(qū)動LED顯示屏的方法，其特征在于： 所述時間差是由所述系統(tǒng)控制單元（10)控制；所述時間差小于預(yù)先設(shè)定的時間差。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動LED顯示屏的方法，其特征在于： 在所述系統(tǒng)控制單元（10)被用于改變所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)的擴頻調(diào)制深 度之后，所述同步信號發(fā)生器才傳輸所述同步啟動信號給所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動LED顯示屏的方法，其特征在于： 所述擴頻調(diào)制深度是在-9. 9%到9. 9%的范圍內(nèi)。
20. -種LED顯示系統(tǒng)，包括LED顯示屏和驅(qū)動該LED顯示屏的驅(qū)動裝置；其特征在 于： 所述驅(qū)動裝置包括系統(tǒng)控制單元（10)和多個鎖相環(huán)電路（100);所述系統(tǒng)控制單元 (10)包括用來產(chǎn)生一個同步啟動信號的同步信號發(fā)生器；每一個鎖相環(huán)電路（100)包括： 一個鑒頻鑒相器（101 )，根據(jù)反饋信號和參考信號產(chǎn)生一個相位差信號； 一個電荷泵（103)，用來接收所述鑒頻鑒相器（101)的相位差信號和根據(jù)該相位差信 號產(chǎn)生輸出電流來調(diào)準相位使之對齊； 一個環(huán)路濾波器（105)，用來接收所述電荷泵（103)的輸出電流和將該輸出電流變換 為電壓控制信號； 一個壓控振蕩器（107)，用來接收所述環(huán)路濾波器（105)的電壓控制信號和產(chǎn)生一個 電壓控制輸出信號； 一個分頻器（109)，用來接收所述壓控振蕩器（107)的電壓控制輸出信號和一個隨機 數(shù)序列，以及產(chǎn)生反饋信號，該反饋信號輸送到所述鑒頻鑒相器（101); 一個I： A調(diào)制器（113)，給所述分頻器（109)產(chǎn)生一個隨機數(shù)序列； 和一個耦合到所述2 A調(diào)制器（113)的擴頻調(diào)制深度控制器（115)，該擴頻調(diào)制深度 控制器（115)用來接收來自所述系統(tǒng)控制單元（10)之同步信號發(fā)生器的同步啟動信號，一 旦收到所述同步啟動信號，所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)就馬上開始擴頻調(diào)制。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的LED顯示系統(tǒng)，其特征在于： 所述LED顯示屏是具有多行和多列的陣列，并且所述多行和多列又被分成為多組。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的LED顯示系統(tǒng)，其特征在于： 在所述系統(tǒng)控制單元（10)被用于改變所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)的擴頻調(diào)制深 度之后，所述同步信號發(fā)生器才傳輸所述同步啟動信號給所述擴頻調(diào)制深度控制器（115); 當各鎖相環(huán)電路（100)接收到上電復位信號并再經(jīng)歷預(yù)先設(shè)定的一段時間后，所述系統(tǒng)控 制單元（10)才改變所述擴頻調(diào)制深度控制器（115)的擴頻調(diào)制深度，所述預(yù)先設(shè)定的一 段時間是當各鎖相環(huán)電路（100)被鎖定時的一段時間長度；其中多個鎖相環(huán)電路（100)根 據(jù)各自的位置被分成多組，并且所述同步信號發(fā)生器分別以一個時間差給多組鎖相環(huán)電路 (1〇〇)傳輸多個同步啟動信號。
【文檔編號】H03L7/18GK104333380SQ201410450894
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】李紅化, 邱顯益, 湯尚寬, 彭新朝 申請人:廣州硅芯電子科技有限公司