CN108668399B - 信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示装置。所述信号生成电路包括：控制电路，被配置为根据用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一；以及脉冲宽度调节电路，被配置为根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号。本公开实施例提供的信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示装置具有低成本、实现灵活、精度高、交互性强等特点。

Description

信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示 装置
技术领域
本公开的实施例涉及一种信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示装置。
背景技术
发光二极管(light-emitting diode，LED)由一个PN结组成。当给发光二极管加载适合的电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内复合，产生自发辐射的荧光(即，电致发光，electroluminescence)。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。
相比于白炽灯，LED灯具有众多优点，包括但不限于，更低能量消耗、更长的使用寿命、更高的可靠性、更小的尺寸以及更快速的开关切换。LED灯的应用领域非常广泛，例如，飞行照明、汽车头灯、广告照明、交通信号显示等均可使用。
在电子设备中，可以通过驱动电路为LED提供电源。该驱动电路需要提供足够的电流使得LED发出的光能够满足亮度的要求，同时，也需要限制所提供的电流，避免由于电流过大而损坏该LED。加载到LED的电压的小幅度的提升或许会导致电流的大幅度提升，因此，需要精确的电流源电路为LED照明提供电源。
发明内容
本公开的实施例提供了一种信号生成电路，包括：控制电路，被配置为根据用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一；以及脉冲宽度调节电路，被配置为根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号。
例如，所述脉冲信号为占空固定而频率可变的脉冲信号、占空比可变而频率固定的脉冲信号或脉冲宽度固定而频率可变的脉冲信号。
例如，所述控制电路包括输入单元、创建单元、计算单元和输出单元。所述输入单元被配置为接收所述用户指令；所述创建单元被配置为生成与所述用户指令相对应的信息；所述计算单元被配置为根据所述创建单元生成的信息计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一；所述输出单元被配置为将所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一输出。
例如，所述创建单元包括参数识别子单元，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化参数。
例如，所述创建单元还包括变化趋势识别子单元，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化趋势。
例如，所述创建单元还包括变化基准识别子单元，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化基准。
例如，所述创建单元还包括变化幅度识别子单元，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化幅度。
例如，所述计算单元被配置为：根据所述亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一，计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一。
例如，所述脉冲宽度调节电路为时间平均频率直接周期合成器。
例如，所述时间平均频率直接周期合成器使用可编程逻辑器件来实现。
本公开实施例还提供一种发光装置驱动电路，包括：发光电路，其包括发光元件；以及如上所述的信号生成电路，被配置为驱动所述发光元件发光。
例如，所述发光电路还包括第一电压端、开关元件、以及第二电压端。所述发光元件的第一端和第二端分别与所述第一电压端和所述开关元件的第一极相连接，所述开关元件的第二极与所述第二电压端相连接，所述开关元件的控制极与所述信号生成电路的输出端相连接，以接收所述脉冲信号。
本公开实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的发光装置驱动电路。
本公开实施例还提供一种信号生成方法，应用于如上所述的信号生成电路，包括：接收用户指令；根据所述用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一；以及根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号。
例如，所述根据所述用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一，包括：根据所述用户指令识别亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一；以及根据所述亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一，计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一。
例如，所述信号生成方法还包括：输出所述脉冲信号至发光元件，用以驱动所述发光元件发光。
本公开实施例提供的一种信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示装置具有低成本、实现灵活、精度高、交互性强等特点。例如，信号生成电路可以使用可编程的逻辑器件来实现，用户可以随时重新设置相关参数，而无需使用特制的专用电路。所生成的脉冲信号的频率/周期和占空比均可精确地控制。当使用该脉冲信号来驱动发光元件发光时，可以提高发光元件的性能。通过用户指令，还可以使发光元件达到用户期望的任何发光效果。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，而非对本公开的限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的信号生成电路的结构性示意图之一；
图2为本公开实施例提供的信号生成电路的结构性示意图之二；
图3为本公开实施例提供的信号生成电路的结构性示意图之三；
图4为本公开实施例提供的信号生成电路的结构性示意图之四；
图5为本公开实施例提供的脉冲宽度调节电路的工作原理示意图；
图6为本公开实施例提供的基准时间单位生成电路的结构性示意图；
图7为本公开实施例提供的脉冲宽度调节电路的结构性示意图；
图8为本公开实施例提供的发光装置驱动电路的结构性示意图之一；
图9A为本公开实施例提供的发光装置驱动电路的结构性示意图之二；
图9B为本公开实施例提供的发光装置驱动电路的结构性示意图之三；以及
图10为本公开实施例提供的一种信号生成方法的流程图之一；
图11为本公开实施例提供的一种信号生成方法的流程图之二；以及
图12为本公开实施例提供的多种脉冲信号的示意图。
附图标记：
信号生成电路10，控制电路12，脉冲宽度调节电路14，输入单元121，创建单元123，计算单元125，输出单元127，参数识别子单元1231，变化趋势识别子单元1233，变化基准识别子单元1235，变化幅度识别子单元1237，脉冲生成电路141，基准时间单位生成电路143，第一逻辑控制模块70，复用单元72，第二逻辑控制模块74，输出单元76，发光装置驱动电路80，发光电路82，电阻821，发光元件823，开关元件825，接地端827。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本公开作进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
脉冲驱动电路可以提供高电流的脉冲信号，来驱动LED发光，因此可以提高LED的发光效率。在两个脉冲之间，存在着一个短暂的关闭时段(OFF)，此时，LED停止发光，LED的PN结也可以实现降温的效果。只要LED的闪烁率高于人眼闪烁融合阈值(human flickerfusion threshold)，对于人的眼睛来说，LED并没有闪烁而是持续在发光。脉冲宽度调制(pulse-width modulation，PWM)可以改变脉冲的占空比，基于PWM的驱动电路比恒电流或恒电压的驱动电路更有效，可以提高LED的效率和性能。
采用时间平均频率直接周期合成(Time-Average-Frequency Direct PeriodSynthesis，TAF-DPS)的技术可以生成任何频率的脉冲信号。也就是说，TAF-DPS合成器能够实现小粒度的精细频率测量。此外，因为每个单个脉冲是直接构建的，所以TAF-DPS合成器的输出频率可以瞬间改变，也即具有频率切换的迅速性。能够生成任何频率和能够迅速进行频率切换也是TAF-DPS合成器相比于常规频率源的主要优点。而且，TAF-DPS合成器还可以调整输出的信号的占空比，可以作为本公开实施例中的脉冲宽度调节电路的一种具体实现方式。
本公开的实施例提供一种信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示装置。信号生成电路被配置为：接收用户指令；根据所述用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一；根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号；以及输出所述脉冲信号至发光元件(例如，LED)，用以驱动所述发光元件发光。信号生成电路包括控制电路和脉冲宽度调节电路，可以使用TAF-DPS合成器作为脉冲宽度调节电路，来驱动发光元件的发光。
本公开实施例提供的信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示装置的优点包括，但不限于：
(1)低成本和实现的灵活性。基于TAF-DPS的信号生成电路可以完全使用数字化设计，通过HDL编码烧制到可编程的逻辑器件中(例如，FPGA)，信号生成电路的参数也可以方便地随时重新设置。因此，无需使用特制的专用电路，使用一般的FPGA或其他可编程器件即可实现信号生成电路的功能。当然，也可以采用ASIC来实现信号生成电路的功能。该信号生成电路可以构成独立的芯片，也可以集成于其他芯片中(例如，信号处理芯片、发光装置芯片、视频处理芯片、片上系统(system on chip,SoC)等)。
(2)高精度。TAF-DPS输出的脉冲的频率/周期可以精确地控制，其频率分辨率可以到达十亿分率，其占空比也可以精确地控制。当使用TAF-DPS输出的脉冲控制LED的发光时，可以提高LED的性能。
(3)交互性。用户可以输入指令，用以指示期望的LED的发光效果(例如，亮度增大、减小、周期性地增大或周期性地减小等)。信号生成电路可以通过分析用户指令，提取用于生成脉冲信号的相关参数，然后使用这些相关参数来生成脉冲信号，使得当该脉冲信号用来驱动LED发光时，可以实现用户期望的发光效果。当然，该指令也可以是自动生成的，无需用户干预。例如，信号生成电路可以包括用于检测环境光的传感器；当传感器感测到环境光变暗时，信号生成电路可以自动生成“亮度增大”的指令，使得LED的发光增强以弥补环境光的减弱。
值得注意的是，本公开实施例提供的技术方案的优点并不限于此，在此不再赘述。
下面将结合附图对本公开的实施例进行详细的描述。
如图1所示，本公开实施例提供了一种信号生成电路10，其包括：控制电路12，被配置为根据用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一；以及脉冲宽度调节电路14，被配置为根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号。
所述脉冲信号可以为占空比固定而频率可变的脉冲信号、占空比可变而频率固定的脉冲信号、或脉冲宽度固定而频率可变的脉冲信号。例如，如图12所示，所述脉冲信号可以为占空比固定而频率可变的第一脉冲信号。在该第一脉冲信号中，信号的周期是变化的，而在每个周期中的占空比是固定的。或者，所述脉冲信号可以为占空比可变而频率固定的第二脉冲信号。在该第二脉冲信号中，信号的周期是固定不变的，而在每个周期中的占空比是变化的。或者，所述脉冲信号可以为脉冲宽度固定而频率可变的第三脉冲信号。在该第三脉冲信号中，每个脉冲的宽度是相等的，而信号的周期是变化的，每个周期中的占空比也是变化的。
参见图2，所述控制电路12包括输入单元121、创建单元123、计算单元125和输出单元127。所述输入单元121被配置为接收所述用户指令；所述创建单元123被配置为生成与所述用户指令相对应的信息；所述计算单元125被配置为根据所述创建单元生成的信息计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一；所述输出单元127被配置为将所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一输出。
在一些例子中，用户指令为来自用户的、用以指示期望的发光效果的指令。发光效果可以为用户所期望的显示屏能达到的显示效果。例如，发光效果可以包括：显示亮度增大或减小、显示亮度周期性地增大或周期性地减小、显示亮度先增大后减小或先减小后增大、显示亮度随着环境光的变化而亮度保持不变、显示屏一些区域的亮度高于或低于另一些区域的亮度、显示亮度每隔一定的时期发生变化等。用户所期望的发光效果还可以包括其他多种类别，本公开在此不作限定。
用户可以输入指令到输入单元121，以指示期望达到的发光效果。例如，输入单元121可以包括麦克风、旋钮、按键、触摸屏、体感装置、摄像头、传感器等器件，用户可以通过语音命令、转动旋钮、按下按键、点击触摸屏或做出肢体动作(例如，挥手)等互动方式输入一或多个指令至输入单元121。
所述创建单元123被配置为分析所述用户指令，并生成与所述用户指令相对应的参数信息。参见图3，所述创建单元123可以包括参数识别子单元1231，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化参数。例如，所述参数识别子单元1231被配置为根据所述用户指令来识别所述用户是否期望显示亮度发生变化。
参见图3，所述创建单元123还包括变化趋势识别子单元1233，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化趋势。例如，所述变化趋势识别子单元1233被配置为根据所述用户指令来识别所述用户期望的亮度的变化趋势为变得更亮或变得更暗。
所述创建单元123还包括变化基准识别子单元1235，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化基准。例如，所述变化基准识别子单元1235被配置为根据所述用户指令来识别所述用户期望的亮度发生变化的时间间隔。又例如，亮度的变化基准可以为每隔一段时间T0亮度变得更亮或更暗。或者，亮度的变化基准可以为每隔一段时间T0亮度变得更亮，之后再隔一段时间T1恢复原来的亮度。本公开在此不对亮度的变化基准做出限制。
所述创建单元123还包括变化幅度识别子单元1237，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化幅度。例如，变化幅度识别子单元1237被配置为根据所述用户指令来识别所述用户期望的亮度的变化幅度。例如，亮度的变化幅度可以为：变化后的亮度比未变化前的亮度高(或低)5％、10％、15％等。本公开在此不对亮度的变化幅度做出限制。
所述计算单元125被配置为接收来自创建单元123的各子单元的参数(例如，亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度等)。所述计算单元125被配置为根据所述亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一，计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一。
频率控制字信息被用于控制脉冲信号的频率。脉冲宽度调节电路14可以使用该频率控制字信息来生成脉冲信号，使得生成的脉冲信号的频率为期望的频率。通过改变该频率控制字信息，可以改变生成的脉冲信号的频率。
占空比控制字信息被用于控制脉冲信号的占空比。脉冲宽度调节电路14可以使用该占空比控制字信息来生成脉冲信号，使得生成的脉冲信号的占空比为期望的占空比。通过改变该占空比控制字信息，可以改变生成的脉冲信号的占空比。
例如，计算单元125根据来自创建单元123的与亮度相关的参数(例如，亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度等)，确定脉冲信号的参数信息。该参数信息包括但不限于：脉冲信号的载波频率(fc)、调制率(fm)、最大频率偏离(Δf)、占空比的范围、占空比的最大偏移量(ΔR)、脉冲信号频率的变化量(例如，频率提高或降低1％、5％等)、占空比的变化量(例如，占空比提高或降低1％、5％等)等。计算单元125根据上述参数信息，生成频率控制字信息和/或占空比控制字信息。
例如，当用户期望的亮度变化趋势为逐渐变亮时，可以在保持占空比不变的情况下通过提高脉冲信号的频率fTAF来实现，或者，在保持频率不变的情况下通过提高脉冲信号的占空比来实现(即，在周期不变的情况下，增大脉冲的宽度，从而延长每个周期内驱动发光元件发光的时间)。当亮度的变化趋势为逐渐变暗时，可以在保持占空比不变的情况下通过降低脉冲信号的频率fTAF来实现，或者，在保持频率不变的情况下通过减小脉冲信号的占空比来实现(即，在周期不变的情况下，减小脉冲的宽度，从而缩短每个周期内驱动发光元件发光的时间)。
计算单元125可以根据下面的公式(1)计算得到频率控制字信息F：
F＝K*(fΔ/fTAF) 公式(1)
其中，K为图4和图6中的基准时间单位生成电路143生成的相位均匀间隔的信号的个数(例如，K＝16、32或其他数值)，fΔ为图6中的压控振荡器的输出频率。在一些例子中，fΔ即为载波频率fc。值得注意的是，图6左侧的电路结构仅是基准时间单位生成电路143的一种示例性的实现方式，而基准时间单位生成电路143的结构并不限于此，还可以由其他电路结构构建而成，本公开在此不作限制。
例如，假设目前的脉冲信号的频率fTAF为5MHz，压控振荡器的输出频率fΔ为5MHz，基准时间单位生成电路143生成的相位均匀间隔的信号的个数K为16个(K＝16)，则根据公式(1)可以计算得到目前的频率控制字信息为F＝16*(5MHz/5MHz)＝16。当亮度的变化趋势为变亮时，计算单元125确定将脉冲信号的频率fTAF提高为5.025MHz,则根据公式(1)可以计算得到频率控制字信息为F＝16*(5MHz/5.025MHz)＝15.9203980099。当亮度的变化趋势为变暗时，计算单元125确定将脉冲信号的频率fTAF降低为4.975MHz,则根据公式(1)可以计算得到频率控制字信息为F＝16*(5MHz/4.975MHz)＝16.0804020300。也就是说，计算单元125可以根据亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度等，确定脉冲信号的频率fTAF；然后，计算单元125根据已知的压控振荡器的输出频率fΔ和相位均匀间隔的信号的个数K的值，通过公式(1)可以计算得到频率控制字信息F的值。
在一些例子中，计算单元125可以根据亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度等，确定脉冲信号的占空比变化值；然后，计算单元125根据该占空比变化值可以计算得到占空比控制字信息D的值。例如，假设用户期望的亮度变化趋势为亮度增强，而当前的占空比控制字信息为D0(例如，D0可以为占空比控制字信息的初始值，也可以为用户设定的其他值)。为了实现用户期望的亮度变化，计算单元125确定在当前的占空比控制字信息D0的基础上，将占空比控制字信息逐渐增大，以实现脉冲信号占空比的逐渐增大，使得发光元件的发光亮度逐渐增强。或者，当用户期望的亮度变化趋势为亮度减弱时，计算单元125确定在当前的占空比控制字信息D0的基础上，将占空比控制字信息逐渐减小，以实现占空比的逐渐减小，使得发光元件的发光亮度逐渐减弱。
又例如，假设占空比R的最大偏移量为ΔR，而当前的占空比控制字信息为D0，对应的占空比为R0。为了快速实现用户期望的亮度变化(例如，变亮)，可以先将脉冲信号的占空比在R0的基础上增大最大偏移量的一半，变为R1(占空比R1＝R0+ΔR/2)，然后在R1的基础上再继续微调占空比(例如，逐渐增大或减小占空比)，使得发光元件的发光亮度能够快速达到用户的亮度要求。当然，在占空比变为R1的基础上也可以不进行微调，而是再继续将占空比增大ΔR/4变为R2(占空比R2＝R1+ΔR/4)，然后在R2的基础上再继续微调占空比(例如，逐渐增大或减小占空比)。以此类推，通过快速调整占空比，使得发光元件的发光亮度快速达到用户的亮度要求。
相对应地，由于占空比由占空比控制字信息来控制，为了实现上述脉冲波的占空比的快速变化，计算单元125在当前的占空比控制字信息D0的基础上，先将占空比控制字信息增大到与R1对应的占空比控制字信息D1(即，D1为与占空比R1＝R0+ΔR/2对应的占空比控制字信息)，然后在D1的基础上再继续微调占空比控制字信息(例如，在D1的基础上逐渐增大或减小占空比控制字信息)。当然，在占空比控制字信息增大为D1的基础上，也可以不进行微调，而是再继续将占空比控制字信息增大到与占空比R2对应的占空比控制字信息D2(即，D2为与占空比R2＝R0+ΔR/2+ΔR/4＝R1+ΔR/4对应的占空比控制字信息)，然后在D2的基础上再继续微调占空比控制字信息(例如，在D2的基础上逐渐增大或减小占空比控制字信息)。以此类推，通过快速调整占空比控制字信息，以实现脉冲信号占空比的快速变化，使得发光元件的发光亮度能够快速满足用户的要求。所述输出单元127被配置为：从所述计算单元125接收所述频率控制字信息F和/或所述占空比控制字信息D，并将所述频率控制字信息F和/或所述占空比控制字信息D输出到脉冲宽度调节电路14。
参见图4，所述脉冲宽度调节电路14包括脉冲生成电路141和基准时间单位生成电路143。基准时间单位生成电路143生成并输出K个多相位信号以及基准时间单位Δ。脉冲生成电路141接收来自控制电路12的频率控制字信息F和/或占空比控制字信息D，脉冲生成电路141还接收来自基准时间单位生成电路143的K个多相位信号和基准时间单位Δ，脉冲生成电路141生成并输出与频率控制字信息F和/或占空比控制字信息D相匹配的脉冲信号。
所述脉冲宽度调节电路14为时间平均频率直接周期合成器(TAF-DPS合成器)。所述时间平均频率直接周期合成器可以使用可编程逻辑器件(例如，ASIC或FPGA)来实现。或者，所述时间平均频率直接周期合成器可以使用传统的模拟电路器件来实现。本公开在此不作限定。
下面，将参考图5描述基于TAF-DPS的脉冲宽度调节电路的工作原理。
在图5中，基于TAF-DPS的脉冲宽度调节电路被标记为TAF-DPS 510，其具有两个输入：基准时间单位Δ520和频率/周期控制字(F)530，其中F＝I+r，I是大于1的整数，r是分数。TAF-DPS 510具有一个输出CLK 550。该CLK550是合成的时间平均频率时钟信号。从基准时间单位520开始，TAF-DPS510产生两种类型的周期TA＝I*Δ和TB＝(I+1)*Δ。输出CLK是包含两种类型的周期TA 541和TB 542两者的时钟脉冲串540。它们以交织的方式使用。分数r标识周期类型TB的出现概率，因此，r也确定TA的出现概率。
具体地，如图5所示，对于输出的CLK的周期TTAF，可以用下面的公式表示：
TTAF＝(1-r)*TA+r*TB
＝TA+r*(TB-TA)＝TA+r*△＝I*△+r*△＝(I+r)*△ 公式(2)
因此，当控制字F＝I+r时，可以得到：
TTAF＝F*△ 公式(3)
由上面的公式(3)可知，TAF-DPS 510的输出时钟信号CLK的周期TTAF与控制字F成线性比例。当生成的控制字F发生变化时，TAF-DPS 510的输出时钟信号的周期TTAF也将以相同的形式发生变化。
此外，因为周期T与频率f成反比，所以当满足预定条件下，例如，当控制字F的变化量非常小时(小于预定阈值时)，输出时钟信号的频率也可以近似地以线性方式跟随频率控制字的波形变化。因此，控制电路12可以根据期望的亮度变化特性确定脉冲信号的频率的变化特性，然后根据脉冲信号的频率的变化特性生成具有相同或类似的变化特性的频率控制字信息，从而由TAF-DPS 510生成具有期望的频率变化特性的脉冲信号。
下面，将参考图6描述基准时间单位生成电路143的结构。如图6所示，基准时间单位生成电路143包括：
压控振荡器(VCO)570，所述压控振荡器570以预定振荡频率振荡；
锁相环回路电路560，所述锁相环回路电路560将所述压控振荡器570的输出频率锁定为输出频率(fΔ)；以及
K个输出端，用于输出K个相位均匀间隔的输出信号，其中，K为大于1的正整数。所述K个相位均匀间隔的输出信号的频率均为fΔ。
具体地，基准时间单位Δ520通常由多级压控振荡器570生成。Δ是任意两个相邻压控振荡器输出之间的时间跨度(time span)。压控振荡器570可以通过锁相环(PLL)560锁定到已知频率的基准频率。例如，压控振荡器的输出频率fΔ是已知的值。基准时间单位Δ可以使用以下公式计算：
Δ＝TΔ/K＝1/(K·fΔ) 公式(4)
下面，将参考图7描述脉冲生成电路141的结构。例如，脉冲生成电路141包括：复用单元72，用于从所述基准时间单位生成电路143接收所述K个相位均匀间隔的输出信号；第一逻辑控制模块70，用于从所述控制电路12接收所述频率控制字信息F；第二逻辑控制模块74，用于从所述控制电路12接收所述占空比控制字信息D；以及输出单元76，用于输出生成的脉冲信号。
如图7所示，在一个实施例中，所述复用单元72包括：
第一K→1多路复用器721和第二K→1多路复用器723，分别包括：用于接收K个相位均匀间隔的信号的多个输入端、控制输入端和输出端；以及
2→1多路复用器725，包括：用于接收所述第一K→1多路复用器721的输出的第一输入端、用于接收所述第二K→1多路复用器723的输出的第二输入端、控制输入端和输出端。
所述输出单元76包括D触发器761和反相器763。D触发器761包括：用于接收来自所述2→1多路复用器725的输出端的输出的时钟输入端、数据输入端和用于输出第一时钟信号CLK1的输出端。反相器763包括：用于接收所述第一时钟信号CLK1的输入端和用于输出第二时钟信号CLK2的输出端，其中所述第二时钟信号连接到所述D触发器的所述数据输入端，所述第一时钟信号包含所述脉冲信号。
所述输出单元76的输出端用于输出所述第一时钟信号CLK1作为所述脉冲信号。所述脉冲信号为占空固定而频率可变的脉冲信号、占空比可变而频率固定的脉冲信号或脉冲宽度固定而频率可变的脉冲信号。
所述第一逻辑控制模块70包括加法器701、寄存器703和寄存器705。所述第二逻辑控制模块74包括加法器741、寄存器743和寄存器745。
加法器701将频率控制字信息F和寄存器703存储的最高有效位(mostsignificant bits，例如，5比特)相加，然后在CLK2的上升沿时将相加结果保存到寄存器703中；或者，加法器701将频率控制字信息F和寄存器703存储的所有信息相加，然后在CLK2的上升沿时将相加结果保存到寄存器703中。在下一个CLK2的上升沿时，寄存器703存储的最高有效位将被存储到寄存器705中，并作为第一K→1多路复用器721的选择信号，用于从K个多相位输入信号中选择一个信号作为第一K→1多路复用器721的第一输出信号。
加法器741将占空比控制字信息D和寄存器703存储的最高有效位相加，然后在CLK2的上升沿时将相加结果保存到寄存器743中。在下一个CLK1的上升沿时，寄存器743存储的信息将被存储到寄存器745中，并作为第二K→1多路复用器723的选择信号，用于从K个多相位输入信号中选择一个信号作为第二K→1多路复用器723的第二输出信号。
2→1多路复用器725在CLK1的上升沿时，将从第一K→1多路复用器721的第一输出信号和第二K→1多路复用器723的第二输出信号中选择其中之一作为2→1多路复用器725的输出信号，以作为D触发器761的输入时钟信号。
例如，所述控制字信息以F＝I+r的形式设置，其中，I是在[2，2K]的范围内的整数，r是在[0,1)的范围内的分数。
另外，关于TAF-DPS的工作原理，可以参考文献L.XIU,“Nanometer FrequencySynthesis beyond the Phase-Locked Loop”,Piscataway,NJ 08854,USA,John WileyIEEE-press,2012和L.XIU,“From Frequency to Time-Average-Frequency:a ParadigmShift in the Design of Electronic System”,Piscataway,NJ 08854,USA,John WileyIEEE-press,2015。在此通过引用并入其全部内容作为参考。
如图8所示，本公开实施例提供一种发光装置驱动电路80，其包括：发光电路82和本公开实施例所述的信号生成电路10。发光电路82包括发光元件，该信号生成电路10被配置为提供脉冲信号，以便驱动所述发光元件发光。
如图9A和9B所示，例如，所述发光电路82包括第一电压端VCC、电阻821、发光元件823、开关元件825、以及第二电压端827。所述发光元件823的第一端和第二端分别与所述第一电压端VCC和所述开关元件825的第一极相连接。例如，所述发光元件823的第一端通过电阻821与所述第一电压端VCC相连接。所述开关元件的第二极与所述第二电压端827相连接。所述开关元件823的控制极与所述信号生成电路10的输出端相连接，以接收所述脉冲信号。
例如，所述发光元件823为LED，所述开关元件825为薄膜晶体管。所述开关元件825的控制极为薄膜晶体管的栅极；所述开关元件825的第一极和第二极中的一个为薄膜晶体管的源极，另一个为薄膜晶体管的栅极。第一电压端VCC提供电压VCC，第二电压端827为接地端。
本公开实施例还提供一种显示装置，其包括如上所述的发光装置驱动电路以及其他器件(例如，阵列基板、彩膜基板等)。
参考图10，本公开实施例还提供一种信号生成方法，可以应用于如上所述的信号生成电路。该信号生成方法包括：
步骤S10，接收用户指令；
步骤S12，根据所述用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一；以及
步骤S14，根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号。
参考图11，本公开实施例还提供另一种信号生成方法。该信号生成方法包括：
步骤S10，接收用户指令；
步骤S121，根据所述用户指令识别亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一；
步骤S122，根据所述亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一，计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一；
步骤S14，根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号；以及
步骤S15，输出所述脉冲信号至发光元件，用以驱动所述发光元件发光。
值得注意的是，图10和图11所示的信号生成方法可以由本公开任一实施例中的信号生成电路10来实现，在此不再赘述类似的操作或步骤。
本公开实施例提供的一种信号生成电路及信号生成方法、发光装置驱动电路及显示装置具有低成本、实现灵活、精度高、交互性强等特点。例如，信号生成电路可以使用可编程的逻辑器件来实现，用户可以随时重新设置相关参数，而无需使用特制的专用的电路。所生成的脉冲信号的频率/周期可以精确地控制，其占空比也可以精确地控制。当使用该脉冲信号来驱动发光元件发光时，可以提高发光元件的性能。通过用户指令，还可以使发光元件达到用户期望的任何发光效果。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。
以上所述，仅为公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种信号生成电路，包括：
控制电路，被配置为根据用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一；以及
脉冲宽度调节电路，
其中，所述脉冲宽度调节电路为时间平均频率直接周期合成器，并且所述时间平均频率直接周期合成器包括基准时间单位生成电路和脉冲生成电路，
所述基准时间单位生成电路生成多个多相位信号和基准时间单位，以及
所述脉冲生成电路接收来自所述基准时间单位生成电路的所述多个多相位信号和所述基准时间单位，并且根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的信号生成电路，其中，所述脉冲信号为占空固定而频率可变的脉冲信号、占空比可变而频率固定的脉冲信号或脉冲宽度固定而频率可变的脉冲信号。
3.根据权利要求1或2所述的信号生成电路，其中，所述控制电路包括输入单元、创建单元、计算单元和输出单元，
所述输入单元被配置为接收所述用户指令；
所述创建单元被配置为生成与所述用户指令相对应的信息；
所述计算单元被配置为根据所述创建单元生成的信息计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一；
所述输出单元被配置为将所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一输出。
4.根据权利要求3所述的信号生成电路，其中，所述创建单元包括参数识别子单元，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化参数。
5.根据权利要求4所述的信号生成电路，其中，所述创建单元还包括变化趋势识别子单元，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化趋势。
6.根据权利要求5所述的信号生成电路，其中，所述创建单元还包括变化基准识别子单元，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化基准。
7.根据权利要求6所述的信号生成电路，其中，所述创建单元还包括变化幅度识别子单元，被配置为根据所述用户指令识别亮度的变化幅度。
8.根据权利要求7所述的信号生成电路，其中，所述计算单元被配置为：根据所述亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一，计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一。
9.根据权利要求1所述的信号生成电路，其中，所述时间平均频率直接周期合成器使用可编程逻辑器件来实现。
10.一种发光装置驱动电路，包括：
发光电路，其包括发光元件；以及
根据权利要求1-9任一项所述的信号生成电路，被配置为驱动所述发光元件发光。
11.根据权利要求10所述的发光装置驱动电路，其中，所述发光电路还包括第一电压端、开关元件、以及第二电压端，
所述发光元件的第一端和第二端分别与所述第一电压端和所述开关元件的第一极相连接，
所述开关元件的第二极与所述第二电压端相连接，
所述开关元件的控制极与所述信号生成电路的输出端相连接，以接收所述脉冲信号。
12.一种显示装置，包括根据权利要求10或11所述的发光装置驱动电路。
13.一种信号生成方法，应用于根据权利要求1-9任一项所述的信号生成电路，包括：
接收用户指令；
根据所述用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一；以及
根据所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一生成脉冲信号。
14.根据权利要求13所述的信号生成方法，其中，所述根据所述用户指令计算频率控制字信息或占空比控制字信息中的至少之一，包括：
根据所述用户指令识别亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一；以及
根据所述亮度的变化参数、变化趋势、变化基准或变化幅度中的至少之一，计算所述频率控制字信息或所述占空比控制字信息中的至少之一。
15.根据权利要求13或14所述的信号生成方法，还包括：输出所述脉冲信号至发光元件，用以驱动所述发光元件发光。
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