CN1184305A - 用于lcd屏幕控制电路电压发生器的控制信号 - Google Patents

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Abstract

为控制电压发生器(1),使用了一种控制信号(PBM),该信号具有一个活动部分,该部分具有数量可变的脉冲(N),这些脉冲确定发生器输出电压值。通过提供更复杂的控制信号,能使用一个用于发生器的十分简单的电子电路。说明了用于控制LCD屏幕对比的一种电路,这个电路允许在宽的值范围内使发生器的输出电压十分精确的变化。

Description

用于LCD屏幕控制电路电压发生器的控制信号
本发明涉及一种电压发生器，将通过包括至少一个活动部分和一个不活动部分的控制信号控制该电压发生器。
本发明还涉及一个信号，该信号将用于控制一个电压发生器并且包括至少一个活动部分和一个不活动部分，还涉及一个通过改变提供给液晶显示屏的电源电压的方法控制该显示屏的对比度的电路和一个包括一个液晶显示屏和这样一个控制电路的电子设备。
本发明优先应用在电话技术领域中，用于带有液晶显示屏的电话设备，例如屏幕电话、移动电话等。
在1992年7月2日申请的美国专利5272614中说明了这样一个电压发生器，这个电压发生器特别包括一个由微处理器控制的DC转换器。由这个微处理器向该转换器提供控制信号，该信号是一个脉冲宽度调制信号。因此该转换器的输出电压随该控制信号的循环比率变化。
在多数情况中，这样的电压发生器表现相当满意。然而当将获得的电压以一个十分精确的方式变化时，例如控制液晶显示屏对比度的情况下这样的电压发生器是不够的。
本发明的目的是提供一种电压发生器该发生器的输出电压能以一种十分精确的方式变化。
最后，根据本发明的电压发生器将受一个包括至少一个活动部分和一个不活动部分的控制信号控制。该电压发生器的特征在于该活动部分包括数量可变的脉冲，这些脉冲确定所说的电压。
同样的，根据本发明的信号将用作控制电压发生器并且包括至少一个活动部分和一个不活动部分。该信号的特征在于所说的控制信号包括数量可变的脉冲，这些脉冲确定所说的电压。
通过提供更复杂的用于电压发生器的控制信号，本发明允许这个发生器提供的电压十分精确的变化，而使用一个十分简单的电子部件。这样本发明能以十分低的费用实现，这在消费应用领域内例如电话设备中是基本的要求。
根据本发明的电压发生器特别优选地应用在控制液晶显示屏对比度的电路中。
液晶显示屏的对比度随温度变化：当一个十分低的温度时，晶体趋于不透明，反之，在一个十分高的温度时，它趋于透明。因此屏幕的电源电压应该由于温度变化作用调整，以便于保持基本上恒定的对比度。
因而本发明的另一个目的是提供使用电压发生器控制液晶显示屏对比度的控制电路。
这样的电路优选包括作用在电源电压上作为所说温度的函数进行第一次校正的温度测量装置，用于由用户控制对比度以对所述电源电压作为所述控制的函数的进行第二次校正的装置，结合第一次和第二次校正的装置，向电压发生器提供的包括一定数量脉冲作为所说结合的函数的装置。
因此屏幕的电源电压基于参考值进行调整，该值考虑到由用户进行的调整修改和温度变化。
本发明的这些及其他方面在接下来说明的实施例中是显而易见的，将参考实施例阐明这些内容。
图中，
图1、根据本发明电压发生器的电路图，
图2、根据本发明电压发生器的一个实施例，
图3、根据先有方式的控制信号，
图4、根据本发明的控制信号，将优选用于控制图2中的电压发生器，
图5、根据本发明和根据先有方式的电压发生器输出上获得的电压的图示，
图6、根据本发明的液晶显示屏的对比度调整电路，
图7、在图6控制电路中使用的可编程电路中的信号图形式，
图8、根据本发明的电子设备的一个例子。
图1中，在图中以例子的方式说明了根据本发明的电压发生器1。它包括开关2、线圈3，二极管4、电容5和电阻6。电容5和电阻6在大地与发生器7之间并联布置。开关2连接在构成参考电压的节点8和节点9之间。这个节点9通过反向连接的二极管4连接到发生器的输出7，并且还连接到线圈3的一个端上。线圈3的另一个端连接到地。通过控制信号PBM控制开关。
当开关2闭合时，线圈3端上的电压对电容5充电。当开关2断时，通过电阻6电容5放电。这样在发生器输出上得到的电压随控制信号PBM变化。
图2显示了这样的一个电压发生器。在实施例中，第一个PNP晶体管11的发射极连接到节点8，集电极被连接到节点9，这个晶体管构成开关2。第二个PNP晶体管10的发射极连接到节点8，集电极连接到晶体管11的基极，这个晶体管10对晶体管11保护。晶体管10和11的基极还通过电阻12和电阻13连接到地。通过电容14和电阻15，控制信号PBM被施加到第一个晶体管10的基极。
例中，电阻6、12、13和15的值分别为R6＝6.2kΩ、R12＝100kΩ、R13＝4.7kΩ和R15＝10kΩ。电容5和14的容量分别为C5＝47μF和C14＝470μF。线圈3的电感为L3＝100μH。二极管4为二极管BAT54，晶体管10和11分别为BC858和BC806。在节点8上的有效参考电压为5V，电压发生器输出电压Vout与施加的控制信号PBM变化一致在0和-22V之间变化。
图3说明根据先有方式的控制信号PNM。这个信号是一个脉冲宽度调制信号。因此它是这个信号的循环比率的变化，使用这个信号能得到寻找的输出电压Vout：因此这个信号包括一个活动部分，它比跟随的互补的不活动部分长或短(N个基本周期1/F1)。
图4说明了根据本发明的控制信号PBM。这个信号包括一个在频率F1上的具有数目N可变的脉冲的活动部分和一个互补的不活动部分。根据本发明控制信号的活动部分中的脉冲数目确定电压发生器的输出电压Vout。因此这个控制信号PBM的调制频率等于F2＝1/[Nmax.(1/FN)]，其中Nmax是信号中脉冲的最大数目。
接下来的说明中，使用的PBM信号由具有50％循环比率并且频率F1＝200kHz的N个脉冲构成，N在0和255之间变化，因此控制信号的调制频率等于F2＝785Hz。
表1显示在发生器的输出上对于每一个控制信号PBM和PWM由于数目N的作用得到的电压Vout。这些结果在图5以图形的形式说明。
该图说明具有根据先有方式的控制信号PWM，由于N的作用电压Vout不是有规律的变化并且十分迅速的饱和。这个控制信号PWM明显地不允许围绕着液晶显示屏电源电压的参考值十分精确的变化(依赖于使用的屏幕，这个参考电压在-16V和-21V之间变化)。相反，根据本发明的控制信号PBM允许屏幕的电源电压在全部范围-16V和-21V间十分精确的变化。
表1
    N     Vout(PBM)     Vout(PWM)
    80      -13V      -12V
    90      -14V      -14V
    100      -14.5V      -16V
    110      -15.5V      -18V
    120      -16V      -19V
    130      -17V      -19.5V
    140      -17.5V      -20V
    150      -18V      -20.5V
    160      -18.2V      -21V
    170      -18.5V      -21.5V
    180      -19V      -22V
    190      -19.5      -23V
    200      -20V      -24V
    210      -20.2V      -24V
    220      -20.5V      -24V
    230      -20.7V      -24V
    240      -21V      -24V
    250      -21.3V      -24V
图6说明了一个控制液晶显示屏21的电路。这个控制电路包括一个连接到屏幕21并且连接到处理器202的第一个输入201的温度传感器200。温度传感器200向处理器提供一个模拟电压，这个电压表示屏幕平面(level)上的温度。处理器202具有一个A/D转换装置，该装置基于这个模拟电压提供表示温度的第一个数值T。
处理器202有第二个输入203，在这个输入上，它收到第二个数值δN1，这个值显示设备用户通过设备键盘上的数字控制键23表示所期望的对比度变化。
因此屏幕的电源电压被自动修改，以便于无论温度如何变化，也能够保持一个恒定对比度，并且如果需要，用户希望改变对比度时，可以对之修改。
最后，处理器202包括一个对应表，这个表给出一定数量的控制信号PBM的脉冲δN2，它对应数值T°。处理器202还包括结合两个数值δN1和δN2(例如加法器)的装置，用于形成一个全局值δN。
表2是这样一个对应表的例子。
  温度   δN2   温度   δN2
  1   0   26   -1
  2   0   27   0
  3   0   28   -1
  4   0   29   -1
  5   0   30   0
  6   0   31   -1
  7   -1   32   -1
  8   0   33   0
  9   0   34   -1
  10   0   35   -1
  11   0   36   0
  12   0   37   -1
  13   0   38   -1
  14   0   39   -1
  15   0   40   0
  16   0   41   -1
  17   0   42   -1
  18   0   43   0
  19   -1   44   -1
  20   0   45   -1
  21   0   46   0
  22   0   47   -1
  23   0   48   -1
  24   0   49   0
  25   0   50   -1
表2
在处理器202输出上提供的值N被施加到可编程电路204。这个电路提供控制信号PBM，该信号被施加到根据本发明的电压发生器205。这个电压发生器的输出电压Vout构成液晶显示屏2l的电源电压。
温度器200的构成例如可以通过在地与5V参考电压间连接一个电压分压器桥来实现。它包括一个10kΩ的电阻206和具有负温度系数CTN、阻值为10kΩ的电阻207。这是从这个电阻207的两端取出并且施加到处理器202的第一个输入的电压。
处理器202例如是包括一个A/D转换器的Hitachi H8处理器。可编程电路204例如是一个在参考ACTEL公司的ACTl240XL的条件下适合商用的FPGA电路(Field Programmable Gate Array)。
图7是这个ACTl240XL电路的框图。它包括：
-寄存器300，以N的值、8bit对它储值，
-8个异或门的块30l，它的第一个输入连接到寄存器300的输出，
-8bit计数器302，它的第一个输入被连接到门30l的输出，
-逻辑控制单元303，它具有一个接收计数器302提供的结束计数信号CPT的输入，并且在第一个输出提供控制信号PBM的封装信号E，在第二个输出提供互补信号COMP、在第三个输出提供加载计数器的信号LOAD。在门301的第二个输入提供互补信号COMP：加载到计数器302的值因此等于N或等于根据信号COMP的状态当255时N的互补。在计数器302的第二个输入提供加载计数器的信号LOAD。当它工作时，在计数器302中，它允许加载由门301提供的值，
-逻辑(与)AND门304，在第一个输入它接收单元303提供的信号E，在第二个输入它接收频率F1等于控制信号脉冲频率的时钟信号CLK。这个控制信号从这个逻辑电路304的输出提供。
这个电路的工作方式如下：开始时，对应于获得的控制信号PBM脉冲数目的N值被加载到寄存器302。首先使用这个值N加载计数器302(信号COMP处于不活动状态)。计数器302对N个脉冲计数，在这期间，控制单元303在活动状态中提供一个封装的信号E。门304的输出因此活动并且能激活时钟信号CLK。当计数器302达到值N时，由单元303提供的结束计数信号CPT及补偿信号COMP改变到活动状态。封装的信号E改变到不活动状态。值255-N因此加载进计数器302。当封装的信号处于不活动状态时，在这期间，计数器302因此计数255-N脉冲。门304的输出因此不活动，控制信号PWM同样如此。因此，N个脉冲信号在调制频率等于F2＝Fl/255时获得。
图8说明一个根据本发明的电子设备400的实施例。这个设备是一个屏幕电话，它包括一个STN类型的液晶显示屏21、一个键盘23和控制对比度的电路20。键盘23还具有一个控制屏幕对比的数字键。
在说明中给出的数值由SHARP公司制造的液晶显示屏获得。然而随着使用元件和控制信号特征可能的修改(选择脉冲的数目N的最大值、控制信号的调制频率、脉冲频率、等等)，本发明的原理适用于其他类型的屏幕。

Claims (6)

1、被一个控制信号控制的电压发生器(1)，该信号(PBM)包括至少一个活动部分和一个不活动部分，其特征在于，该活动部分包括一个数目可变的脉冲(N)，这些脉冲确定所说的电压。
2、根据权利要求1的电压发生器，其特征在于：它包括一个由所说的控制信号控制的开关(2)和一个电容(5)，当该开关通时，电容(5)被以线圈(3)两端的电压充电，当该开关断时，通过电阻(6)，电容(5)被放电。
3、一种用作控制电压发生器(1)的信号(PBM)，它包括至少一个活动部分和一个不活动部分，其特征在于：该活动部分包括数量可变的脉冲(N)，它确定所说的电压。
4、一个通过改变施加到液晶显示屏(21)的电源电压(Vout)的方法控制该屏幕对比度的电路，其特征在于：该电源电压通过根据权利要求1或2的电压发生器(205)来提供，
5、根据权利要求4中的控制电路，其特征在于：它包括：
-温度测量装置(200)，用于施加在所说电源电压上进行的作为温度的函数的第一次校正(201)，
-由用户(23)控制对比度的装置，用于施加在所说电源电压上进行的作为所说控制的函数的的第二次校正(203)，
-结合第一和第二次校正的装置(202)，
-施加到所说的电源发生器的装置(204)，作为所说结合的函数的控制信号包括若干脉冲。
6、包括一个液晶显示屏(21)和一个根据权利要求4或5的控制该屏幕的电路的电子设备(400)。
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