面向通用显示驱动的可编程高压波形发生系统

发布时间：2017-09-24 08:27

  本文关键词：面向通用显示驱动的可编程高压波形发生系统

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【摘要】：进入21世纪以来,传统的CRT显示器逐渐淡出人们的视线,取而代之的是多种新型平板显示器件,如液晶显示器件(LCD)、等离子体显示器(PDP)、场发射显示器(FED)和有机发光二极管显示器(OLED)等等。近几十年来,随着各种新型显示器层出不穷,显示器驱动电路设计的个性化需求和复杂程度也不断增加。为此,本课题在研究各主流显示器的驱动电路波形共性需求的基础上,提出面向通用显示驱动的可编程高压波形发生系统的性能指标,并通过PSpice建模仿真、电路设计与调试、上位机编程等工作,完成了本系统的设计与实现。本文的研究工作分两个部分：第一部分研究了市场主流平板显示器的驱动方式和特点,并在此基础上总结了通用显示驱动的驱动波形的设计要求；第二部分在PSpice建模仿真基础上完成了对系统模拟电路的设计与调试工作,并使用Lab VIEW和NI实时开发套件myRIO-1900分别完成系统的上位机设计工作和数字逻辑控制设计工作。具体如下：第一部分对常见的LCD、PDP、FED和OLED等显示技术的驱动波形进行了分析,包括频率、幅值、基本组合波形。对比分析表明：LCD、PDP、FED和OLED等平板显示器的驱动波形均可看作是由积分波、方波进行组合与叠加而成,幅值的范围在几伏到200伏之间,频率在50Hz到100kHz之间。由此得出本课题研究的通用显示驱动电路的设计要求是：系统能产生积分波、方波并能实现基本波形有效时间的控制、波形的组合与叠加,对于常规的方波可以实现快速的频率、占空比的调节,所有功能可由上位机用户界面设置与调整。鉴于低压型通用波形发生电路技术已经成熟,本课题专注于高压波形信号的输出。第二部分针对系统的上述硬件参数需求开展了设计。考虑到实际的电路调试成本高、灵活性差、耗时长等不利因素,本课题先通过PSpice对该电路方案进行计算机建模和仿真,在此基础上完成了板级电路的设计与调试；然后采用图形化编程语言LabVIEW完成了上位机的设计工作,使用NI实时开发套件myRIO-1900完成数字逻辑控制工作；最后通过上位机控制模拟电路进行了多种驱动波形输出的系统测试工作。测试结果表明,通过上位机界面相关参数的用户自定义设置,可以实现相关驱动波形发生,可输出的脉冲最小脉宽为100ns、积分波上升时间最大约为1ms,幅值最大可达±300V。三通道可同时独立工作,通道间时序满足要求。综上,该电路系统满足了多种显示器件驱动需求的高压多功能波形发生电路的设计要求,符合新型显示器件研发阶段的灵活定制应用需求。
【关键词】：通用显示驱动 可编程 高压 波形发生
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN873
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 常见显示器驱动方式9-14
• 1.2.1 液晶显示器LCD的驱动方式9-11
• 1.2.2 等离子体显示PDP的驱动方式11
• 1.2.3 场致发射显示FED的驱动方式11-12
• 1.2.4 有机发光二极管显示OLED的驱动方式12-14
• 1.3 通用显示驱动电路的研究要求及状况14-17
• 1.3.1 通用显示驱动原理及性能要求14
• 1.3.2 国内外研究状况14-17
• 1.4 课题主要研究内容与论文章节安排17-19
• 第二章 模拟电路设计及仿真19-37
• 2.1 可编程高压波形发生系统总体方案19-22
• 2.1.1 人机交互可编程界面方案19-20
• 2.1.2 波形控制信号存储及管理模块方案20-21
• 2.1.3 高压模拟波形发生电路方案21-22
• 2.2 高压模拟波形发生电路各功能模块设计22-26
• 2.2.1 数字隔离模块的设计22-24
• 2.2.2 内置电源模块的设计24-25
• 2.2.3 MOSFET驱动电路各基本模块的设计25-26
• 2.3 基于PSpice软件的模型建立及电路仿真26-32
• 2.3.1 各模块的PSpice仿真建模26-27
• 2.3.2 仿真电路的搭建27-29
• 2.3.3 仿真电路的逻辑控制时序设计29-30
• 2.3.4 仿真结果分析30-32
• 2.4 硬件PCB布板设计32-37
• 2.4.1 PCB层叠结构设计32-33
• 2.4.2 元件布局33-34
• 2.4.3 PCB可制造性34-37
• 第三章 人机交互可编程界面设计37-51
• 3.1 人机交互可编程界面功能和结构示意图37-39
• 3.1.1 界面主要功能37-38
• 3.1.2 上位机的结构示意图38-39
• 3.2 单通道人机交互可编程上位机的实现39-48
• 3.2.1 程序设计流程图39-40
• 3.2.2 常规波形设置40-41
• 3.2.3 基本组合波形设置41-42
• 3.2.4 波形曲线的显示42-46
• 3.2.5 波形数据读取及保存46-47
• 3.2.6 通道波形设置上位机界面47-48
• 3.3 三通道人机交互可编程上位机的实现48-49
• 3.4 可编程性49-51
• 第四章 波形控制信号存储及管理模块设计51-61
• 4.1 波形控制信号存储及管理FPGA实现51-55
• 4.1.1 myRIO-1900开发套件简介51-52
• 4.1.2 波形数据存储及控制52-55
• 4.2 通信方式55-61
• 第五章 系统的调试与功能验证61-75
• 5.1 数字控制信号时序测试61-64
• 5.2 常规波形测试64-67
• 5.2.1 正方波测试及参数调节64-65
• 5.2.2 负方波测试及参数调节65-66
• 5.2.3 过零方波测试及参数调节66-67
• 5.3 基本组合波形67-71
• 5.3.1 上升时间调节67-68
• 5.3.2 下降时间调节68-69
• 5.3.3 波形组合69-71
• 5.3.4 波形叠加71
• 5.4 电路负载能力及稳定性测试71-73
• 5.5 三通道同时工作测试73-75
• 第六章 总结和展望75-77
• 6.1 论文工作总结75
• 6.2 存在的问题与未来工作展望75-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-81
• 作者简介81
• 攻读硕士期间科研成果81

【参考文献】

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本文编号：910374