Полутона – это то, что превращает черно-белый мир в мир, полный красок и разнообразия. А потому формирование на экране LCD-монитора как можно большего количества полутонов, а, значит, и формирование как можно более реалистичного изображения, становится одним из приоритетнейших направлений развития элементной базы современных мониторов. Для создания полутонов, в современных ЖК-панелях широкое распространение получили микросхемы-формирователи опорных напряжений столбцовых драйверов.
Одной из микросхем для формирования опорных напряжений столбцовых драйверов является AN8001FHK, выпускаемая под торговой маркой Panasonic. Этой микросхемой генерируется 10 опорных напряжений, и она разработана для LCD-панелей, поддерживающих 64 градации яркости. Микросхемой также формируется напряжение противоэлектрода LCD-панели, для чего в ее составе имеется отдельный усилитель.
В состав микросхемы входят:
– высоко-прецизионный источник опорного напряжения на 1.23 В;
-10 буферных усилителей с широким динамическим диапазоном, на выходе которых и формируются опорные напряжения, величина которых может находиться в диапазоне от (VCC-0.2) В до (GND+0.2) В;
– мощный усилитель ля формирования напряжения противоэлектрода, обеспечивающий выходной ток, значением до ±100мА.
Мікросхема AN8001FHK выпускается в 48-контактном корпусе типа TQFP48 (рис.1) и имеет следующие основные характеристики:
– напряжение питания: от 7 до 14В;
– максимальный ток потребления: до 6 мА;
– величина опорного напряжения: 1.23 ±0.4В;
– максимальная рассеиваемая мощность: 400мВт;
– максимальная емкость нагрузки для операционных усилителей: 0.1 мкФ;
– максимальная емкость нагрузки усилителя напряжения противоэлектрода: 10 мкФ;
– диапазон рабочих температур: от 0 до +70 °С;
Блок-схема микросхемы AN8001 представлена на рис.2. Как видно из приведенной схемы, AN8001 имеет довольно простое построение, и, фактически является набором из 11-ти независимых операционных усилителей, которые образуют логически-законченную схему только за счет внешних цепей (рис.3).
Рассмотрим функционирование AN8001FHK. Внутренним опорным источником формируется напряжение 1.23 В. Из него операционным усилителем на конт.20 создается выходное опорное напряжение, обозначаемое на схеме VREF_OUT. Величина этого выходного опорного напряжения задается внешним резистивным делителем, состоящим из R1 таR2, и его значение легко рассчитать по формуле (1).
Величина выходного тока опорного напряжения не превышает значения 5 мА.
Далее из этого опорного напряжения создается десять напряжений, подаваемых на входы десяти операционных усилителей, обозначаемых как: VA0-VA4 та VB0-VB4. Все эти десять входных напряжений имеют различные номиналы, которые определяются соотношением сопротивлений в резистивной цепочке R5-R15.
Кроме делителя R5-R15, к выходу источника опорного напряжения подключен еще и делитель, состоящий из R3, R4 та VR1. Этим делителем создается входное напряжение COMI для усилителя, формирующего напряжение противоэлектрода ЖК-панели. Напряжение на входе COMI является половиной напряжения VREF_OUT при установке переменного резистора VR1 в среднее положение. Подбором резисторов R3-R15 добиваются того, что на выходе микросхемы AN8001 формируется пять «положительных» (VR0-VR4) и пять «отрицательных» (VL0-VL4) напряжений, относительно выходного напряжения противоэлектрода COMO. Другими словами, потенциалы VR0-VR4 больше потенциала COMO, а VL0-VL4, соответственно, меньше.
Место, которое занимает микросхема AN8001 в системе управления ЖК-панелью, демонстрируется на рис.4.
Микросхема AN8001FHK, естественно, не является единственной в своем классе, и на данный момент времени используется множество других формирователей опорных напряжений для столбцовых драйверов ЖК-панелей. Несмотря на большое разнообразие этих микросхем и на разброс их технических характеристик, принцип функционирования микросхем данного типа такой же, как и у только что рассмотренной AN8001FHK.