一种低功耗触摸调光电路的设计

发布时间：2021-02-21 14:08

　　科技的发展推动着生活水平的提高,这使得人们对生活质量的要求也越来越高。传统的两状态灯光调节与控制方式无法已实现对照明亮度的精确控制,而且会造成能源的浪费。因此,灯光亮度的触控调节成为目前研究的热点。针对调光的需要,本文提出了一种基于人眼视觉特性的低功耗触摸调光电路的设计。与传统的调光电路相比,本设计实现了人眼观感下亮度均匀变化的触摸调光,同时功耗也低于其它的调光电路。首先,本文设计了高速低功耗触摸检测电路,通过采用钟控比较器结构,降低了触摸检测电路的功耗;同时通过改进的放电支路结构,提高了输出速度。其次,设计了基于触摸频率自适应的门控时钟结构,通过门控时钟实现睡眠和工作两种模式的切换;同时计数控制模块的自适应控制器可以根据触摸频率自适应的调节工作模式的等待时间,智能的降低了电路的功耗。然后,设计了基于人眼视觉特性的调光电路,以反“S”型调光函数替代线性调光函数来计算脉冲信号的占空比,从而解决人眼观看时,亮度不均匀变化带来的间接闪烁感。最后,为了保证数字电路正常工作,采用稳压锁频环结构作为电路的时钟驱动,通过闭环的反馈调节提高时钟模块的抗干扰能力,降低时钟抖动。根据每个模块的研究,本文给... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容及设计指标
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 设计指标
    1.4 论文组织结构
第二章 触摸调光原理分析及系统指标设定
    2.1 触摸调光的原理分析
        2.1.1 调光系统原理分析
        2.1.2 触摸检测系统原理分析
        2.1.3 低功耗设计原理分析
        2.1.4 时钟设计原理分析
    2.2 低功耗触摸调光电路功能框架
    2.3 低功耗触摸调光电路指标的设定
    2.4 本章小结
第三章 触摸调光系统结构与核心模块电路分析、设计及仿真
    3.1 高速低功耗触摸调光电路系统结构
    3.2 高速低功耗触摸检测模块
        3.2.1 高速低功耗触摸检测模块结构
        3.2.2 改进式钟控比较器
        3.2.3 触摸检测电路仿真与分析
    3.3 低抖动时钟模块
        3.3.1 锁频环振荡器结构
        3.3.2 锁频环振荡器电路设计
        3.3.3 低抖动时钟模块仿真与分析
    3.4 基于触摸频率自适应的门控时钟结构——Sleep模块与计数控制模块
        3.4.1 Sleep模块电路结构
        3.4.2 计数控制模块整体结构
        3.4.3 计数控制模块——状态控制器
        3.4.4 计数控制模块——睡眠计数器
        3.4.5 计数控制模块——计时控制器
        3.4.6 计数控制模块——自适应控制器
        3.4.7 计数控制模块——等待时间编码器
        3.4.8 基于触摸频率自适应的门控时钟结构仿真与分析
    3.5 基于人眼视觉特性的调光模块
        3.5.1 基于人眼视觉特性的PWM调光算法
        3.5.2 基于人眼视觉特性的PWM调光算法误差分析
        3.5.3 基于人眼视觉特性的PWM调光模块电路设计
        3.5.4 基于人眼视觉特性的PWM调光模块电路仿真与分析
    3.6 低功耗触摸调光电路系统仿真与分析
    3.7 本章小结
第四章 版图设计及电路测试
    4.1 版图设计规则
    4.2 系统版图与仿真
        4.2.1 系统电路整体版图
        4.2.2 系统电路后仿真与分析
    4.3 测试平台搭建
    4.4 电路测试结果与分析
        4.4.1 电路测试结果
        4.4.2 电路性能对比与分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]智能灯光控制系统PWM调光平滑性优化[J]. 艾炎.  时代农机. 2017(05)
[2]基于PWM调光的无频闪恒流源LED驱动[J]. 曾凯,钱平,李曼萍.  集成电路应用. 2017(04)
[3]照明用LED的PWM调光电路设计[J]. 赵翔.  光学与光电技术. 2016(03)
[4]投射电容式触控芯片的研究与设计[J]. 詹思维.  固体电子学研究与进展. 2016(01)
[5]基于人眼视觉特性的平均分割PWM调光算法[J]. 翁梦婷,罗小华,俞淼,张晨秋,李益航.  电子技术. 2016(01)
[6]基于S曲线的两级动态调光算法研究[J]. 韩东,梁监天,张磊,冯奇斌,吕国强.  电光与控制. 2015(10)
[7]改进的S形曲线全局动态调光算法[J]. 张磊,吕国强,韩东,刘芬,冯奇斌.  光电工程. 2014(11)
[8]基于FPGA的8位移位相加型硬件乘法器的设计[J]. 张建妮.  智能计算机与应用. 2014(04)
[9]低成本电容式触摸按键设计[J]. 周志永,胡建人.  机电工程. 2011(03)
[10]触摸调光控制芯片的设计与测试[J]. 李加鹏,王鸿志,张东.  电子测试. 2010(12)

硕士论文
[1]一种具有模拟及数字调光的LED驱动电路设计[D]. 朱章丹.电子科技大学 2016
[2]40Gbps高速串行接口控制器门控时钟自动优化关键技术研究与实现[D]. 孙旭.国防科学技术大学 2015
[3]基于0.18μm CMOS工艺的比较器设计[D]. 秦睿.黑龙江大学 2014
[4]基于图像分类的液晶显示LED背光全局动态调光算法研究[D]. 何会杰.合肥工业大学 2014
[5]CMOS低相位噪声环形压控振荡器的设计[D]. 张勇生.武汉理工大学 2012
[6]触摸调光芯片设计[D]. 曾莉.湖南大学 2012
[7]高速低功耗比较器设计[D]. 游恒果.西安电子科技大学 2011
[8]触摸调光控制芯片的设计与分析[D]. 李加鹏.西安电子科技大学 2010



本文编号：3044459