WO2020225006A1 - Verfahren zum erzeugen eines pwm-signals und schaltung zum erzeugen eines pwm-signals - Google Patents

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WO2020225006A1
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register
output
pwm signal
register units
unit
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PCT/EP2020/061616
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Christopher SOELL
Markus Koesler
Jens Richter
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • G09G2320/064—Adjustment of display parameters for control of overall brightness by time modulation of the brightness of the illumination source

Definitions

  • a method for generating a PWM signal is disclosed
  • a circuit for generating a PWM signal is specified.
  • a circuit for generating a PWM signal is specified.
  • a display device and a method for operating a display device are specified.
  • One problem to be solved is, among other things, to specify a method for generating a PWM signal by means of which electronic components can be controlled particularly efficiently. Another object to be solved is to specify a circuit for generating such a PWM signal. Furthermore, an object to be achieved consists in specifying a particularly efficient method for operating a light-emitting arrangement and a display device. In addition, an object to be achieved consists in specifying a light-emitting arrangement and a display device which can be controlled particularly efficiently.
  • the circuit comprises a shift register with a plurality of clock-controlled register units, each with an input and an output.
  • the shift register comprises four, eight or 16
  • the shift register is, for example, a sequential logic circuit that can be used for storing or transmitting binary data.
  • Shift registers can write digital logical values in parallel or in series and in parallel or in series
  • the shift register is, for example, an electronic component which is provided in the form of an IC chip or is integrated on a driver IC.
  • the register units each have two stable states in which the output takes either the logical value 0 or the logical value 1.
  • Register unit can store a data volume of 1 bit.
  • the register units are designed, for example, as a bistable flip-flop, also called a flip-flop.
  • the register units are, for example, RS flip-flops or D flip-flops.
  • the register units are, for example, RS flip-flops or D flip-flops.
  • a logic value 0 becomes a digital value by means of a low level
  • a high level corresponds, for example, to an electrical voltage of 5 V and a low level corresponds, for example, to an electrical voltage
  • the circuit comprises a write unit which is set up to set the outputs of the register units in each case to an intended logical value.
  • Register units are connected in series so that a logical value is present at the output of one of the register units at the input of the respective subsequent register unit.
  • the circuit comprises a clock generator which is set up to output a clock signal.
  • Register units are operated together with the same clock signal.
  • the clock signal is a serial digital signal which includes clocks that are consecutive in time.
  • a clock cycle can be a change of state of one
  • the clock can be a state in which the clock signal assumes the logic value 0 or the logic value 1.
  • the clock signal is a cyclic signal
  • the duration of successive clocks within a cycle is increased, in particular doubled.
  • the duration of successive measures within a cycle is shortened, in particular halved.
  • the outputs of the register units are each set to a predetermined logic value in a method step a) by means of the write unit.
  • Register units take over the respective logical value of the input at the output with each cycle.
  • the shift register outputs the PWM signal to an output contact.
  • the PWM signal is a chronological sequence of the logical values set in the register units, and the PWM signal assumes the logical values with a duration of one cycle of the clock signal.
  • the PWM signal is a
  • pulse width modulated signal which is a digital signal with a duty cycle and a frequency.
  • the PWM signal takes either the at specified times
  • the frequency of the present PWM signal is determined by the clocks of the
  • Frequency of the PWM signal identical.
  • the frequency of a PWM signal increases during a cycle.
  • the frequency of a PWM signal decreases during a cycle.
  • the duty cycle is a ratio of a duration during which the PWM signal is within one cycle
  • the invention is based, inter alia, on the consideration that the logical values set in the register units are weighted when the logical values are output as a PWM signal, in that the duration of the clocks changes over one cycle of the clock signal. The longer the duration of a cycle, the greater the weighting of the value output during this cycle.
  • a clock signal is used with a duration of successive clocks is constant. The output logic values are therefore not weighted, and in the case of a conventional PWM signal it does not matter whether a logic value is output with the first clock of the clock signal within a cycle or with a subsequent clock within the cycle.
  • Shift register can be set in step a) with a particularly low data rate.
  • the number of possible duty cycles is 2 n , where n is the number of register units.
  • Clock signal This reduces the number of switching operations in which the logical values present at the inputs of register units are transferred to outputs of the register units. This advantageously reduces the number of parasitic current peaks and reduces crosstalk between the clock signal and other signals.
  • the others Signals include, for example, analog signals that serve as reference signals for controlling a current.
  • the number of clocks in a cycle corresponds to the number of
  • Register units have been set in method step a) are output in method step b) exactly during one cycle of the clock signal. With the first cycle of a cycle in step b), the PWM signal takes the im
  • the register unit whose value is set during the clock with the longest duration of a cycle
  • MSB unit is also output (MSB is the English
  • Register unit the set value of which is output during the clock with the shortest duration of a cycle, can also be LSB unit (LSB is the English abbreviation for “Least
  • method steps a) and b) are repeated alternately.
  • the value of the MSB unit is output in the first cycle and the value of the LSB unit is output in the last cycle.
  • Method step a) begin with the beginning of the last cycle of a cycle and be completed before the start of a first cycle of a subsequent cycle. For example, the outputs of the
  • Register units are each set to a predetermined logical value, while the PWM signal is output at the output contact.
  • the cycle to the end of the cycle can be half a cycle.
  • the duration of method step a) corresponds at most to the duration of half the cycle.
  • the output of the PWM signal is not interrupted by method step a).
  • the duration of the last clock of a cycle is advantageously particularly long, so that a particularly low data rate is necessary when setting the register units in method step a).
  • the register units are assigned ascending ordinal numbers starting from the output contact, the output of the register unit with the lowest ordinal number being coupled to the input of the register unit with the highest ordinal number, and between two executions of method step a) of the
  • Method step b) is carried out over a period of several cycles (50).
  • Register unit and the output contact is the first Register unit coupled.
  • all register units to which a lower ordinal number is assigned are coupled between a register unit of the shift register and the output contact.
  • the PWM signal takes the value to which the
  • Register unit was set in step a) during the first cycle of a cycle.
  • the value set in method step a) becomes the first
  • Register unit in method step b) of the PWM signal accepted the shortest of all values set in the shift register.
  • the PWM signal takes the value to which the
  • Register unit was set in step a) during the last clock of a cycle.
  • the value set in process step a) becomes the last
  • Register unit in method step b) has been accepted by the PWM signal for the longest of all values set in the shift register.
  • the register units are coupled in such a way that the value of the output of the first register unit is applied to the input of the last register unit. With each cycle, the value at the output of the first register unit is transferred to the output of the last register unit.
  • the number of cycles during which method step b) is carried out without method step a) being carried out is greater than the number of register units of the register.
  • a PWM signal that is constant over several cycles can be output at the output contact without using to carry out process step a) again every cycle. It is therefore not necessary for the register units to generate a PWM signal with a constant
  • Duty cycle can be set again in process step a) after each cycle of the clock signal.
  • process step a) is only carried out if the
  • the circuit can thereby advantageously be operated at a particularly low data rate.
  • a holding unit is connected between the output contact and the output of the first register unit, the holding unit in a first state setting the output contact to the value output by the first register unit and the holding unit specifying the value of the output contact in a second state.
  • the holding unit is in the second state and during method step b) the is
  • the holding unit can for example comprise a state-controlled bistable multivibrator.
  • the holding unit can for example comprise a state-controlled bistable multivibrator.
  • Holding unit for example, non-transparent for the from
  • Shift register output value and specifies the value at the output contact which the first register unit output at the time of the change from the first state to the second state.
  • the holding unit is provided to the logical value of the output contact
  • the outputs of the register units are set in parallel to a predetermined logical value by means of the write unit.
  • the register units each have a set contact and a reset contact.
  • the output of the register units can be set to a first logical value by applying a logical value to the set contact, or the output of the register units can be set to a second logical value by applying a logical value to the reset contact.
  • the writing unit defines the outputs of the register units by applying a logical value to the set contact or the reset contact.
  • the writing unit comprises a plurality of
  • Multiplexers which are each arranged between two consecutive register units.
  • the multiplexers include, for example, a first input which is coupled to the output of the preceding register unit and a second input which is set by the write unit to a predetermined logic value, the output of the multiplexer taking over the value of the first input in a first state and in a second state the output of the multiplexer takes over the value of the second input.
  • the multiplexer further comprises a selection contact by means of which it is possible to choose between the two states, the multiplexer being in the second state during method step a) and in the first state during method step b).
  • the outputs of the register units are set serially to a predetermined value by means of the write unit.
  • the register units are also operated with the clock signal in method step a).
  • one of the multiplexer are set serially to a predetermined value by means of the write unit.
  • Register units a setting unit which is provided so that the write unit has its output on a
  • method step a) With the cycle of the clock signal, the value at the output of the setting unit is accepted by the register unit following the setting unit. For example, in method step a) with each cycle of the clock signal, a logical value, to which one of the register units of the shift register is to be set, is transferred from the write unit into the shift register. For example, the duration of method step a) is the duration of one cycle of the clock signal.
  • a method for operating a light-emitting arrangement comprises a circuit which is operated with the method for generating a PWM signal.
  • the light emitting arrangement also includes a
  • Output contact of the circuit is controlled, using the values specified in method step a)
  • Duty cycle of the PWM signal is specified and by means of the duty cycle an intensity of the
  • the display device comprises a multiplicity of light-emitting arrangements, each of which comprises, with a method, a circuit which is operated with the method for generating a PWM signal.
  • light-emitting arrangements of the display device are each part of a pixel of the display device.
  • the circuits of the multiplicity of light-emitting arrangements are operated with a common clock signal or a common clock signal in groups.
  • the display device is set up to display individual images, also called frames, one after the other by means of the pixels.
  • the frames are generated at a rate of at least 25 frames per second
  • a cycle of the clock signal can have a duration of a maximum of 1/25 second, preferably a maximum of 1/60 second, particularly preferably a maximum of 1/100 second.
  • the display device comprises, for example, a circuit described above in which the output of the first register unit is coupled to the input of the last register unit.
  • the duration of the presentation of a Frame longer than the duration of one cycle of the clock signal.
  • the duration of a cycle is at least ten times, preferably at least 100 times, longer than the duration of the display of an individual image.
  • the circuit is operated in such a way that the PWM signal changes more than one change from a logical value 0 to a logical value 1 during the display of a
  • Method step a) only ever carried out when a new single image is displayed.
  • the required amount of data which is transferred into the shift register via the write unit is advantageously particularly small.
  • a circuit for generating a PWM signal is specified.
  • the method described here for generating a PWM signal can be carried out with the circuit. This means that all the features disclosed for the circuit are also disclosed for the method for generating a PWM signal, and vice versa.
  • the circuit for generating a PWM signal comprises a shift register with a plurality of clock-controlled
  • Register units each with one input and one
  • the register units are connected in series so that a value is present at one of the outputs of the register units at the input of the respective subsequent register unit.
  • the Register units are each set up to take over a logic value present at the input at their output with each cycle.
  • the shift register is also set up to send the PWM signal to an output contact
  • the PWM signal is a chronological sequence of the values set in the register units and the PWM signal is each of the values with a duration of one cycle of the
  • Clock signal assumes.
  • the clock signal is cyclical.
  • the clock signal is identical for each cycle.
  • the duration of successive clocks increases or decreases during a cycle.
  • a holding unit is connected between the output contact and the output of the first register unit, the holding unit in a first state setting the output contact to the value output by the first register unit and the holding unit specifying the value of the output contact in a second state.
  • the register units are assigned ascending ordinal numbers, starting from the output contact, the output of the register unit with the lowest ordinal number being coupled to the input of the register unit with the highest ordinal number.
  • the light-emitting arrangement can in particular comprise a circuit described here and the
  • the light-emitting arrangement comprises a circuit described here for generating a PWM signal and a light-emitting component.
  • the light-emitting component can be controlled by means of the PWM signal at the output contact of the circuit and, for example, a current source that can be switched by means of the PWM signal.
  • a pulse duty factor of the PWM signal can be specified by means of the writing unit and a pulse duty factor is a
  • the intensity of the radiation emitted by the light-emitting component can be adjusted.
  • the light-emitting arrangement comprises a multiplicity of circuits described here, with each circuit being assigned a light-emitting component and the light-emitting components being assigned to it
  • the light-emitting arrangement is part of a lighting device.
  • the light-emitting components can be controlled separately from one another by means of the circuits. The intensity of the emitted light of the light-emitting components can thus be set separately.
  • a display device is also specified.
  • the display device includes one described herein
  • Arrangement of the display device can in particular with the method described above for operating a
  • Display device are operated. That is, all for Features disclosed in the display device are also disclosed for the light-emitting arrangement and vice versa.
  • the display device comprises a light-emitting arrangement.
  • Arrangement includes a plurality of light-emitting
  • Display device are.
  • the image points of the display device each have at least three
  • the display device is set up to display individual images one after the other by means of the pixels.
  • the display device is set up to display the individual images at a rate of at least 25
  • the display device comprises, for example, circuits in which the output of the first register unit is coupled to the input of the first register unit.
  • the circuits can be operated synchronously with a common clock signal.
  • method step b) is carried out while an individual image is being displayed.
  • the process step can be carried out over a period of several cycles.
  • Method step a) is only carried out, for example, when a new single image is displayed.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • FIGS. 2, 3 and 4 are schematic representations of circuits for generating a PWM signal in accordance with exemplary embodiments
  • FIGS. 5 and 6 are schematic representations of
  • FIGS 7, 8 and 9 are schematic representations of
  • Embodiments of clock signals which are used in the method for generating a PWM signal, in the method for operating a light-emitting arrangement and in the method for operating a display device.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a
  • the light-emitting arrangement 60 comprises a circuit 1 for generating a PWM signal 501, by means of which a method for generating a PWM signal 501 is carried out.
  • the circuit 1 includes a
  • Shift register 100 with four register units 10i, which are first 101, second 102, third 103 and fourth 104
  • the circuit also includes a clock generator 30, a write unit 20 and a hold unit 40.
  • the register units lOi are connected in series, so that in each case a logical value at the output 12i of one of the
  • Arrangement 60 the method for generating a PWM signal 501 is carried out, wherein in a method step a) the outputs 12i by means of the write unit 20
  • Register units 10i are each set in parallel to a predetermined logical value.
  • the register units 10i each have a set contact 13i and a reset contact 14i, the output 12i of the
  • Register units lOi is set to the logical value 1 by applying a logical value 1 to the set contact 13i, or the output 12i of the register units lOi by means of
  • Applying a logical value 1 to the reset contact 14i is set to a logical value 0.
  • the clock generator 30 is coupled to the register units 10i, so that the register units 10i are operated with a common clock signal 500 in a method step b).
  • the clock signal 500 is a cyclical digital signal with a large number of clocks 5.
  • the register units 10i take over the logic value at their output 12i which is present at their input 11i.
  • the circuit 1 outputs the PWM signal 501 at an output contact 12, the PWM signal 501 being a chronological sequence of the logical values of the register units 10i set in method step a).
  • the PWM signal 501 is a digital pulse-width modulated signal which has a pulse duty factor and a frequency.
  • the pulse duty factor is a ratio during a cycle 50 of the duration for which the PWM signal assumes the logic value 1 to the entire duration of the cycle 50 and can also be referred to as the “duty cycle”.
  • the PWM signal 501 takes any of the logical values set in the register units 10i for the duration of a cycle 5 of the clock signal 500.
  • the pulse duty factor of the PWM signal 501 is thus specified by means of the logical values set in method step a).
  • the clock signal 500 is identical per cycle 50 and comprises as many clocks 5 per cycle 50 as the shift register 100
  • register units lOi Changed during a cycle 50, for example extended, in particular
  • the frequency of the PWM signal 501 corresponds to the frequency of the clocks 5. If the clocks 5 are during a cycle
  • the frequency of the clocks 5 decreases over the duration of a cycle 50, and the frequency of the PWM signal 501 decreases over the duration of a cycle 50. If the clocks 5 shorten during a cycle 50, the frequency of the increases Clocks 5 over the duration of a cycle 50, and the frequency of the PWM signal 501 increases over the duration of a cycle 50.
  • the holding unit 40 is connected between the output contact 12 and the output 121 of the first register unit 101. In a first state, the holding unit 40 sets the
  • the holding unit 40 is transparent to the signal output by the shift register 100 in the first state. In a second state, the holding unit 40 specifies the logical value of the output contact 12. In other words: the
  • Holding unit 40 is non-transparent for the signal output by shift register 100 in the second state.
  • step a) the holding unit 40 is in the second state and during step b) the holding unit is in the first state 41.
  • the holding unit 40 is set up in such a way that the logical value of the
  • Output contact 12 is held during method step a) by means of holding unit 40 at the value which was output by first register unit 101 at output 121 immediately before the start of method step a).
  • method steps a) and b) are repeated alternately.
  • method step a) begins with the beginning of the last clock 5 of a cycle 50 of the clock signal 500 and is completed before the beginning of the first clock 5 of the following cycle 50. While the
  • the output contact 12 is held at a fixed logical value by means of the holding unit.
  • the light emitting assembly 60 includes a
  • light-emitting component 6 which is set up to emit light in normal operation.
  • the light-emitting component is a light-emitting diode.
  • the light-emitting component 6 is connected to the output contact 12 via a switchable driver 70, in particular a switchable current source
  • Circuit 1 is coupled and is controlled by means of the PWM signal 501.
  • An intensity of the radiation emitted by the light-emitting component 6 is set by means of the pulse duty factor of the PWM signal 501.
  • Figure 2 shows a schematic representation of a
  • Circuit 1 for generating a PWM signal 501 according to an exemplary embodiment.
  • the output 121 of the first register unit 101 is coupled to the input 114 of the last register unit 104.
  • the register units 10i are set serially or sequentially to a predetermined logical value by means of the write unit 20. Only one of the register units 10i, in this case the fourth register unit 104, comprises a set contact 134 and a reset contact 144, by means of which the logical value of the output 124 can be specified independently of the value of the input 114.
  • the fourth register unit 104 comprises a set contact 134 and a reset contact 144, by means of which the logical value of the output 124 can be specified independently of the value of the input 114.
  • Register unit 104 is set to a logical value by means of write unit 20. This value is present at input 113 of the following third register unit 103.
  • a clock pulse 5 is output by means of clock generator 30, so that the value set in step i is accepted at output 123 of third register unit 103.
  • Outputs 12i of register units 10i are set to a predetermined value.
  • the outputs of the register units 10i are set serially to a predetermined logical value by means of the write unit 20, since the logical values are loaded into the register units 10i one after the other.
  • Embodiment in that the output 121 of the first register unit 101 to the input 114 of the last
  • Register unit 104 is coupled.
  • the logical value des is thus at the input 114 of the fourth register unit 104
  • step b the value of the output 121 of the first register unit 101 is accepted at the output 124 of the fourth register unit 104 after each cycle 5.
  • Method step b) can be carried out over the duration of several cycles 50 of the clock signal 500 without the
  • Process step a) is carried out. In particular, process step a) is only carried out if the
  • Duty cycle of the PWM signal 501 is changed.
  • Figure 3 shows a schematic representation of a
  • Circuit 1 for generating a PWM signal 501 according to an exemplary embodiment.
  • the outputs 12i of the register units 10i are set in parallel to a predetermined logical value by means of the write unit 20.
  • the writing unit 20 comprises a plurality of
  • the multiplexers 21 include a first one, for example
  • Input 212 which is coupled to the output 12i of the preceding register unit 10i, and a second input 213, which is set by the write unit 20 to a predetermined logical value.
  • the output 214 of the multiplexer 21 takes over the logic value of the first input 212 and in a second state the output 214 of the multiplexer 21 takes over the logic value of the second input 213.
  • the multiplexer 21 also includes a selection contact 211, which can be used to choose between the two states.
  • Multiplexers 21 are in the second state during method step a), so that the logical value which is present at the inputs lli of register units lOi can be specified by means of write unit 20.
  • a clock 5 is output by means of the clock generator 30, wherein the register units lOi each correspond to the input lli
  • step b) the multiplexers 21 are in the first state, so that the inputs lli
  • Register units 10i the logical value of the output 12i of the preceding register unit 10i is applied. As also in the one described in connection with FIG.
  • Step a) therefore only has to be carried out if the sampling rate of PWM signal 501 is changed.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a
  • Circuit 1 for generating a PWM signal 501 according to an exemplary embodiment. This embodiment
  • Embodiment in that the write unit 20 comprises only one multiplexer 21.
  • the multiplexer 21 is arranged between two successive register units 10i.
  • the multiplexer 21 is in the second state during method step a).
  • step iii the logical value at the output 214 of the multiplexer 21 is specified by means of the write unit 20.
  • step iv a clock 5 is output by means of the clock generator 30. The value of the output 214 of the multiplexer 21 at the output 121 of the downstream first register unit 101 is accepted by the clock 5.
  • Figure 5 shows a schematic representation of a
  • the display device 600 includes a light emitting device
  • Arrangement 60 with a plurality of shift registers 100, each of which is assigned a light-emitting component 6.
  • the shift registers 100 are connected to a common
  • the shift registers 100 are each on
  • light-emitting components 6 are arranged at nodes of an imaginary regular grid.
  • the light-emitting components 6 are each part of a pixel of the display device 600.
  • a pixel of the display device 600 is set up to emit light of an adjustable color and an adjustable color
  • the intensity of the emitted light can be specified by means of the PWM signal 501.
  • the display device 600 is provided for the purpose of successively using the pixels
  • the individual images are displayed with a frequency of at least 25 Hz, so that a single image is a maximum of 1/25 Second is displayed.
  • a single image is a maximum of 1/25 Second is displayed.
  • the duty cycle of the PWM signal 501 output by the circuits is constant.
  • the output 121 of the first register unit 101 of the shift registers 100 is connected to the input 11i of the last register unit 10i, so that the duty cycle of the PWM signal 501 is only changed when method step a) is carried out.
  • Process step a) therefore only has to be carried out when a new individual image is to be displayed. This advantageously enables particularly small
  • the shift registers 100 of the display device 600 are operated with a common clock signal 500.
  • the duration of a cycle 50 of the clock signal 500 is at most just as long as the duration of the display of a single image.
  • the duration of the display of an individual image is at least 5 times, preferably at least 10 times longer than the duration of a cycle 50 of the clock signal.
  • Figure 6 shows a schematic representation of a
  • Display device 600 according to an exemplary embodiment.
  • the display device 600 includes two light emitting devices
  • light-emitting components 6 are at the nodes of a arranged imaginary regular grid and are part of pixels of the display device 600.
  • the display device 600 includes a plurality
  • Shift registers 100 and light emitting components 6 The light emitting components 6 and the associated
  • Shift registers 100 are arranged in rows next to one another. In method step a), the logical values are written in parallel into a line of by means of the write unit 20
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the
  • Such a clock signal 500 is
  • the logical values 0 and 1, which the clock signal 500 assumes, are plotted on the ordinate axis.
  • the logical values can be, for example, two different electrical voltages.
  • the time t is plotted on the abscissa axis.
  • the clock signal corresponds to a clock 5 of the clock signal 500.
  • the clock signal is a cyclic signal, a cycle 50 comprising four clocks 5 in the present case.
  • the number of clocks 5 of a cycle 50 can correspond to the number of register units 10i of the shift register 100.
  • the clock signal is identical for each cycle 50. Extended 50 within each cycle the duration of the successive bars 5 increases, in particular doubles.
  • FIG. 8 shows the course over time of a clock signal 500 (FIG. 8 a)) and a PWM signal 501 (FIG. 8 b)).
  • the PWM signal 501 is for example by means of one here
  • the clock signal 500 and the PWM signal 501 assume the logical values 0 or 1, which are each plotted on the abscissa.
  • a cycle 50 of the clock signal 500 is shown in FIG. 8 a), the cycle 50 comprising four clocks 5.
  • the PWM signal 501 which is shown in FIG. 8 b), is output at the output contact 12 of a circuit 1 in the method for generating a PWM signal 501.
  • the shift register 100 of the circuit 1 is controlled with the clock signal 500 of FIG. 8 a).
  • the PWM signal 501 is a chronological sequence of the logical values set in the register units 10i in method step a). In the present case, it is a matter of clock edge-controlled register units 10i, which each time a positive edge of the
  • Clock signal 500 at output 12i take over the logic value present at input lli.
  • a new one of the set logical values is output at output contact 12 on each positive clock edge of clock signal 500.
  • process step a) was the first
  • Register unit 101 to the logical value 0 the second register unit 102 to the logical value 1
  • the third Register unit 103 is set to the logical value 0
  • the fourth register unit 104 is set to the logical value 1.
  • the PWM signal 501 takes the logic value 0 of the first
  • the PWM signal assumes the value 1 of the second register unit 102.
  • the PWM signal 501 assumes the logic value 0 of the third register unit 103.
  • the PWM signal 501 assumes the logical value 1 of the fourth register unit 104.
  • the PWM signal 501 successively takes the im
  • Method step a) set values of the register units 10i.
  • the duration for which the PWM signal 501 assumes these logical values corresponds to the duration of the clocks 5 of the clock signal 500.
  • FIG. 9 shows, in a schematic representation, the time profile of a clock signal 500 and a PWM signal 501 according to an exemplary embodiment.
  • Clock signal 500 is a cycle 50 with six clocks 5
  • the first to sixth register units were set to the logical values 0, 1, 1, 1, 0 and 1 in process step a) in this order.
  • the PWM signal 501 output in method step b) is a chronological sequence of the logical values set in the register units 10i.
  • the dashed lines between the diagrams a) and b) each mark the beginning of a cycle 5 of the clock signal 500.
  • the PWM signal 501 always starts with the start of a cycle 5 a new one of the logical values set in process step a).

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Abstract

Schaltung (1) zum Erzeugen eines PWM-Signals (501), umfassend: - ein Schieberegister (10) mit einer Vielzahl von taktgesteuerten Registereinheiten (10i) mit jeweils einem Eingang (11i) und einem Ausgang (12i), - eine Schreibeinheit (20), welche dazu eingerichtet ist, die Ausgänge der Registereinheiten (10i) jeweils auf einen vorgesehenen logischen Wert zu setzen, und - einen Taktgeber (30), welcher dazu eingerichtet ist, die Registereinheiten (10i) mit einem gemeinsamen Taktsignal (500) zu betreiben, - wobei die Registereinheiten (10i) in Reihe geschaltet sind, das Schieberegister (10) dazu eingerichtet ist, an einem Ausgabekontakt (12) das PWM-Signal (501) auszugeben, wobei das PWM-Signal (501) eine chronologische Abfolge der in den Registereinheiten (10i) gesetzten logischen Werte ist, und das PWM-Signal (501) jeden der logischen Werte mit der Dauer von einem Takt (5) des Taktsignals (500) annimmt, wobei das Taktsignal (500) zyklisch ist, während eines Zyklus (50) sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten (5) verändert, und das Taktsignal je Zyklus (50) identisch ist.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUM ERZEUGEN EINES PWM-SIGNALS UND SCHALTUNG ZUM
ERZEUGEN EINES PWM-SIGNALS
Es wird ein Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals
angegeben. Darüber hinaus wird eine Schaltung zum Erzeugen eines PWM-Signals angegeben. Außerdem werden eine
lichtemittierende Anordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Anordnung angegeben. Außerdem werden eine Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, ein Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals anzugeben, mittels dem elektronische Bauteile besonders effizient ansteuerbar sind. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Schaltung zum Erzeugen eines solchen PWM-Signals anzugeben. Ferner besteht eine zu lösende Aufgabe darin, ein besonders effizientes Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Anordnung und einer Anzeigevorrichtung anzugeben. Außerdem besteht eine zu lösende Aufgabe darin, eine lichtemittierende Anordnung und eine Anzeigevorrichtung anzugeben, welche besonders effizient ansteuerbar sind.
Bei dem Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals mittels einer Schaltung umfasst die Schaltung ein Schieberegister mit einer Vielzahl von taktgesteuerten Registereinheiten mit jeweils einem Eingang und einem Ausgang. Beispielsweise umfasst das Schieberegister vier, acht oder 16
Registereinheiten . Bei dem Schieberegister handelt es sich beispielsweise um eine sequentielle Logikschaltung, die für die Speicherung oder Übertragung von Binärdaten verwendbar ist. In das
Schieberegister können digitale logische Werte parallel oder seriell geschrieben werden und parallel oder seriell
ausgegeben werden. Bei dem Schieberegister handelt es sich beispielsweise um ein elektronisches Bauteil, welches in Form eines IC-Chips bereitgestellt wird oder auf einem Treiber-IC integriert ist.
Die Registereinheiten weisen jeweils zwei stabile Zustände auf, in denen der Ausgang entweder den logischen Wert 0 oder den logischen Wert 1 annimmt. Somit kann in jeder
Registereinheit eine Datenmenge von 1 Bit gespeichert werden. Die Registereinheiten sind beispielsweise als bistabiles Kippglied, auch Flip-Flop genannt, ausgestaltet. Bei den Registereinheiten handelt es sich beispielsweise um RS-Flip- Flops oder um D-Flip-Flops . Beispielsweise sind die
Registereinheiten zustandsgesteuert oder
taktflankengesteuert . Ein logischer Wert 1 wird
beispielsweise mittels eines High-Pegels und ein logischer Wert 0 wird mittels eines Low-Pegels eines digitalen
Spannungssignals dargestellt. Ein High-Pegel entspricht beispielsweise einer elektrischen Spannung von 5 V und ein Low-Pegel entspricht beispielsweise einer elektrischen
Spannung von 0 V.
Die Schaltung umfasst eine Schreibeinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Ausgänge der Registereinheiten jeweils auf einen vorgesehenen logischen Wert zu setzen. Die
Registereinheiten sind in Reihe geschaltet, sodass jeweils ein logischer Wert am Ausgang einer der Registereinheiten am Eingang der jeweils nachfolgenden Registereinheit anliegt. Die Schaltung umfasst einen Taktgeber, welcher dazu eingerichtet ist, ein Taktsignal auszugeben. Die
Registereinheiten werden gemeinsam mit demselben Taktsignal betrieben. Das Taktsignal ist ein serielles digitales Signal, welches zeitlich aufeinanderfolgende Takte umfasst. Bei einem Takt kann es sich um einen Zustandswechsel von einem
logischen Wert 0 zu einem logischen Wert 1 handeln, auch als positive Taktflanke bezeichnet, oder einem Zustandswechsel von einem logischen Wert 1 zu einem logischen Wert 0, auch als negative Taktflanke bezeichnet. Alternativ kann der Takt ein Zustand sein, bei dem das Taktsignal den logischen Wert 0 oder den logischen Wert 1 annimmt.
Das Taktsignal ist ein zyklisches Signal, wobei
unterschiedliche Zyklen des Taktsignals eine identische
Abfolge von Takten aufweist. Innerhalb eines Zyklus verändert sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten.
Beispielsweise verlängert, insbesondere verdoppelt, sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten innerhalb eines Zyklus. Alternativ verkürzt, insbesondere halbiert, sich die Dauer von aufeinander folgenden Takten innerhalb eines Zyklus.
Bei dem Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals werden in einem Verfahrensschritt a) mittels der Schreibeinheit die Ausgänge der Registereinheiten jeweils auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt.
In einem Verfahrensschritt b) werden die Registereinheiten gemeinsam mit dem Taktsignal betrieben, wobei die
Registereinheiten mit jedem Takt den jeweiligen logischen Wert des Eingangs am Ausgang übernehmen. Das Schieberegister gibt an einem Ausgabekontakt das PWM- Signal aus. Das PWM-Signal ist eine chronologische Abfolge der in den Registereinheiten gesetzten logischen Werte, und das PWM-Signal nimmt die logischen Werte mit der Dauer von einem Takt des Taktsignals an.
Bei dem PWM-Signal handelt es sich um ein
pulsweitenmoduliertes Signal, welches ein digitales Signal mit einem Tastverhältnis und einer Frequenz ist. Das PWM- Signal nimmt zu vorgegebenen Zeitpunkten entweder den
logischen Wert 1 oder den logischen Wert 0 an. Die Frequenz des vorliegenden PWM-Signals wird durch die Takte des
Taktsignals vorgegeben. Die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten innerhalb des Zyklus des Taktsignals verändert sich, wodurch die Frequenz des PWM-Signals nicht konstant ist.
Insbesondere sind die Frequenz des Taktsignals und die
Frequenz des PWM-signals identisch. Insbesondere vergrößert sich die Frequenz eines PWM-Signals während eines Zyklus. Alternativ verkleinert sich die Frequenz eines PWM-Signals während eines Zyklus.
Das Tastverhältnis ist ein Verhältnis von einer Dauer, während der das PWM-Signal innerhalb eines Zyklus den
logischen Wert 1 annimmt, zu der gesamten Dauer des Zyklus.
Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass die in den Registereinheiten gesetzten logischen Werte bei der Ausgabe der logischen Werte als PWM-Signal gewichtet werden, indem sich die Dauer der Takte über einen Zyklus des Taktsignals verändert. Je länger die Dauer eines Taktes, desto größer ist die Gewichtung des während diesem Takt ausgegebenen Wert. Bei der Erzeugung eines herkömmlichen PWM- Signals wird ein Taktsignal verwendet, bei dem die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten konstant ist. Somit werden die ausgegebenen logischen Werte nicht gewichtet, und es spielt bei einem herkömmlichen PWM-Signal keine Rolle, ob ein logischer Wert mit dem ersten Takt des Taktsignals innerhalb eines Zyklus oder mit einem nachfolgenden Takt innerhalb des Zyklus ausgegeben wird.
Dem hier beschriebenen Verfahren liegt die Überlegung
zugrunde, dass durch die Gewichtung der in den
Registereinheiten gesetzten logischen Werte mittels des
Taktsignals die Informationsdichte der in dem Schieberegister hinterlegten Information erhöht wird. Somit kann das
Schieberegister im Verfahrensschritt a) mit einer besonders geringen Datenrate gesetzt werden.
Bei einem herkömmlichen Verfahren ist die Anzahl der
einstellbaren Tastverhältnisse n + 1, wobei n die Anzahl der Registereinheiten ist. Bei dem hier beschriebenen Verfahren ist die Anzahl der möglichen Tastverhältnisse 2n, wobei n die Anzahl der Registereinheiten ist. Somit kann mit der gleichen Anzahl von Registereinheiten eine größere Anzahl
unterschiedlicher Tastverhältnisse des PWM-Signals
dargestellt werden.
Bei einem Taktsignal, bei dem sich die Dauer der Takte über den Zyklus des Taktsignals verändert, ist die Anzahl der Takte pro Zyklus geringer als bei einem herkömmlichen
Taktsignal. Dadurch wird die Anzahl von Schaltvorgängen, bei denen die an den Eingängen von Registereinheiten anliegenden logischen Werte an Ausgänge der Registereinheiten übernommen werden, reduziert. Vorteilhafterweise wird dadurch die Anzahl von parasitären Stromspitzen reduziert und ein Übersprechen des Taktsignals auf sonstige Signale reduziert. Die sonstigen Signale umfassen beispielsweise analoge Signale, welche als Referenzsignale zum Steuern eines Stroms dienen.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens entspricht die Anzahl der Takte eines Zyklus der Anzahl der
Registereinheiten. Die logischen Werte, auf welche die
Registereinheiten im Verfahrensschritt a) gesetzt wurden, werden im Verfahrensschritt b) genau während eines Zyklus des Taktsignals ausgegeben. Mit dem ersten Takt eines Zyklus im Verfahrensschritt b) nimmt das PWM-Signal den im
Verfahrensschritt a) gesetzten Wert einer ersten
Registereinheit der Registereinheiten an. Mit dem letzten Takt eines Zyklus im Verfahrensschritt b) nimmt das PWM- Signal den Wert der im Verfahrensschritt a) gesetzten Wert in einer letzten Registereinheit der Registereinheiten an.
Insbesondere wird die Registereinheit, deren gesetzter Wert während des Takts mit der längsten Dauer eines Zyklus
ausgegeben wird auch MSB-Einheit (MSB ist die englische
Abkürzung für „Most Significant Bit") genannt. Die
Registereinheit, deren gesetzter Wert während des Takts mit der kürzesten Dauer eines Zyklus ausgegeben wird, kann auch LSB-Einheit (LSB ist die englische Abkürzung für „Least
Significant Bit") genannt werden. Bei einem Taktsignal, bei dem sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten eines Zyklus vergrößert, wird im ersten Takt der Wert der LSB- Einheit ausgegeben und im letzten Takt der Wert der MSB- Einheit ausgegeben. Bei einem Taktsignal, bei dem sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten eines Zyklus
verkleinert, wird im ersten Takt der Wert der MSB-Einheit ausgegeben und im letzten Takt der Wert der LSB-Einheit ausgegeben . Gemäß einer Ausführungsform werden die Verfahrensschritte a) und b) abwechselnd wiederholt. Insbesondere kann der
Verfahrensschritt a) mit dem Beginn des letzten Takts eines Zyklus beginnen und vor dem Beginn eines ersten Takts eines darauffolgenden Zyklus abgeschlossen sein. Beispielsweise werden mittels der Schreibeinheit die Ausgänge der
Registereinheiten jeweils auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt, während an dem Ausgabekontakt das PWM-Signal ausgegeben wird. Die Dauer vom letzten Taktsignal eines
Zyklus bis zum Ende des Zyklus kann der Dauer eines halben Zyklus entsprechen. Insbesondere entspricht die Dauer des Verfahrensschritts a) maximal der Dauer des halben Zyklus. Beispielsweise wird die Ausgabe des PWM-Signals nicht durch den Verfahrensschritt a) unterbrochen. Vorteilhafterweise ist die Dauer des letzten Takts eines Zyklus besonders lang, sodass beim Setzen der Registereinheiten im Verfahrensschritt a) eine besonders geringe Datenrate notwendig ist.
Gemäß einer Ausführungsform sind den Registereinheiten ausgehend vom Ausgabekontakt aufsteigende Ordnungszahlen zugeordnet, wobei der Ausgang der Registereinheit mit der niedrigsten Ordnungszahl an den Eingang der Registereinheit mit der höchsten Ordnungszahl gekoppelt ist, und zwischen zwei Ausführungen des Verfahrensschritts a) der
Verfahrensschritt b) über eine Dauer von mehreren Zyklen (50) hinweg ausgeführt wird.
Hier und im Folgenden werden den Registereinheiten ausgehend vom Ausgabekontakt aufsteigend Ordnungszahlen zugeordnet. Folglich ist zwischen der ersten Registereinheit und dem Ausgabekontakt keine weitere Registereinheit des
Schieberegisters gekoppelt. Zwischen der zweiten
Registereinheit und dem Ausgabekontakt ist die erste Registereinheit gekoppelt. Mit anderen Worten, zwischen einer Registereinheit des Schieberegisters und dem Ausgabekontakt sind alle Registereinheiten gekoppelt, welchen eine kleinere Ordnungszahl zugeordnet ist.
Das PWM-Signal nimmt den Wert, auf welchen die
Registereinheit mit der niedrigsten Ordnungszahl (erste
Registereinheit) im Verfahrensschritt a) gesetzt wurde, während dem ersten Takt eines Zyklus an. Insbesondere wird der in Verfahrensschritt a) gesetzte Wert der ersten
Registereinheit im Verfahrensschritt b) von dem PWM-Signal am kürzesten von allen im Schieberegister gesetzten Werten angenommen .
Das PWM-Signal nimmt den Wert, auf welchen die
Registereinheit mit der höchsten Ordnungszahl (letzte
Registereinheit) im Verfahrensschritt a) gesetzt wurde, während dem letzten Takt eines Zyklus an. Insbesondere wird der in Verfahrensschritt a) gesetzte Wert der letzten
Registereinheit im Verfahrensschritt b) von dem PWM-Signal am längsten von allen im Schieberegister gesetzten Werten angenommen .
Die Registereinheiten sind so gekoppelt, dass der Wert des Ausgangs der ersten Registereinheit am Eingang der letzten Registereinheit anliegt. Mit jedem Takt wird der Wert am Ausgang der ersten Registereinheit am Ausgang der letzten Registereinheit übernommen. Insbesondere ist die Anzahl der Takte, während der der Verfahrensschritt b) ausgeführt wird, ohne dass Verfahrensschritt a) ausgeführt wird, größer als die Anzahl der Registereinheiten des Registers.
Vorteilhafterweise kann ein über mehrere Zyklen konstantes PWM-Signal am Ausgabekontakt ausgegeben werden, ohne mit jedem Zyklus erneut den Verfahrensschritt a) durchzuführen. Somit ist es nicht erforderlich, dass die Registereinheiten zum Erzeugen eines PWM-Signals mit einem konstanten
Tastverhältnis nach jedem Zyklus des Taktsignals erneut im Verfahrensschritt a) gesetzt werden. Beispielsweise wird der Verfahrensschritt a) nur dann durchgeführt, wenn das
Tastverhältnis des PWM-Signals verändert wird.
Vorteilhafterweise ist dadurch die Schaltung mit einer besonders geringen Datenrate betreibbar.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem Ausgabekontakt und dem Ausgang der ersten Registereinheit eine Halteeinheit geschaltet, wobei die Halteeinheit in einem ersten Zustand den Ausgabekontakt auf den von der ersten Registereinheit am Ausgang ausgegebenen Wert setzt und die Halteeinheit in einem zweiten Zustand den Wert des Ausgabekontakts vorgibt. Während des Verfahrensschritts a) ist die Halteeinheit im zweiten Zustand und während des Verfahrensschritts b) ist die
Halteeinheit im ersten Zustand.
Die Halteeinheit kann beispielsweise eine zustandsgesteuerte bistabile Kippstufe umfassen. Beispielsweise ist die
Halteeinheit im ersten Zustand transparent für den vom
Schieberegister ausgegebenen Wert und gibt diesen an den Ausgabekontakt weiter. Im zweiten Zustand ist die
Halteeinheit beispielsweise intransparent für den vom
Schieberegister ausgegebenen Wert und gibt am Ausgabekontakt den Wert vor, welchen die erste Registereinheit zum Zeitpunkt des Wechsels vom ersten Zustand in den zweiten Zustand ausgegeben hat. Beispielsweise ist die Halteeinheit dazu vorgesehen, den logischen Wert des Ausgabekontakts
vorzugeben, während die Registereinheiten des Registers mittels der Schreibeinheit gesetzt werden. Vorteilhafterweise wird dadurch eine fehlerhafte Beeinflussung des PWM-Signals aufgrund des Durchführens des Verfahrensschritts a)
vermieden .
Gemäß einer Ausführungsform werden im Verfahrensschritt a) mittels der Schreibeinheit die Ausgänge der Registereinheiten parallel auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt.
Beispielsweise weisen die Registereinheiten jeweils einen Set-Kontakt und einen Reset-Kontakt auf. Dabei kann der
Ausgang der Registereinheiten mittels Anlegen eines logischen Werts am Set-Kontakt auf einen ersten logischen Wert gesetzt werden oder der Ausgang der Registereinheiten mittels Anlegen eines logischen Werts am Reset-Kontakt auf einen zweiten logischen Wert gesetzt werden. Im Verfahrensschritt a) legt die Schreibeinheit die Ausgänge der Registereinheiten mittels Anlegen eines logischen Werts am Set-Kontakt oder Reset- Kontakt fest.
Alternativ umfasst die Schreibeinheit eine Vielzahl von
Multiplexern, die jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Registereinheiten angeordnet sind. Die Multiplexer umfassen beispielsweise einen ersten Eingang, welcher an den Ausgang der vorhergehenden Registereinheit gekoppelt ist und einen zweiten Eingang, welcher von der Schreibeinheit auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt wird, wobei in einem ersten Zustand der Ausgang des Multiplexers den Wert des ersten Eingangs übernimmt und in einem zweiten Zustand der Ausgang des Multiplexers den Wert des zweiten Eingangs übernimmt. Ferner umfasst der Multiplexer einen Wahl-Kontakt, mittels dem zwischen den beiden Zuständen gewählt werden kann, wobei der Multiplexer während des Verfahrensschritts a) im zweiten Zustand ist und während des Verfahrensschritts b) im ersten Zustand ist. Gemäß einer Ausführungsform werden im Verfahrensschritt a) mittels der Schreibeinheit die Ausgänge der Registereinheiten seriell auf einen vorgegebenen Wert gesetzt. Beispielsweise werden die Registereinheiten auch im Verfahrensschritt a) mit dem Taktsignal betrieben. Insbesondere ist eine der
Registereinheiten eine Setzeinheit, welche dazu vorgesehen ist, dass die Schreibeinheit ihren Ausgang auf einen
vorgegebenen Wert setzt. Mit dem Takt des Taktsignals wird der Wert am Ausgang der Setzeinheit von der der Setzeinheit nachfolgenden Registereinheit übernommen. Beispielsweise wird im Verfahrensschritt a) mit jedem Takt des Taktsignals ein logischer Wert, auf welchen eine der Registereinheiten des Schieberegisters gesetzt werden soll, von der Schreibeinheit in das Schieberegister übertragen. Beispielsweise beträgt die Dauer des Verfahrensschritts a) die Dauer eines Zyklus des Taktsignals .
Es wird des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Anordnung angegeben. Die lichtemittierende Anordnung umfasst eine Schaltung, welche mit dem Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals betrieben wird. Außerdem umfasst die lichtemittierende Anordnung ein
lichtemittierendes Bauteil, welches mittels des PWM-Signals und zum Beispiel einer schaltbaren Stromquelle am
Ausgabekontakt der Schaltung angesteuert wird, wobei mittels der im Verfahrensschritt a) vorgegebenen Werte das
Tastverhältnis des PWM-Signals vorgegeben wird und mittels des Tastverhältnisses eine Intensität der von dem
lichtemittierenden Bauteil emittierenden Strahlung
eingestellt wird. Insbesondere wird bei dem Verfahren zum Betreiben der lichtemittierenden Anordnung das zuvor
beschriebene Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals ausgeführt . Es wird des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer
Anzeigevorrichtung angegeben. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine Vielzahl von lichtemittierenden Anordnungen, die jeweils mit einem Verfahren eine Schaltung umfassen, welche mit dem Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals betrieben wird.
Die die lichtemittierenden Bauteile der Vielzahl von
lichtemittierenden Anordnungen der Anzeigevorrichtung sind jeweils Teil eines Bildpunktes der Anzeigevorrichtung. Die Schaltungen der Vielzahl von lichtemittierenden Anordnungen werden mit einem gemeinsamen oder gruppenweise gemeinsamen Taktsignal betrieben.
Die Anzeigevorrichtung ist dazu eingerichtet, mittels der Bildpunkte nacheinander Einzelbilder, auch Frame genannt, darzustellen. Beispielsweise werden die Einzelbilder mit einer Rate von zumindest 25 Einzelbildern pro Sekunde
dargestellt. Während der Dauer der Darstellung eines
Einzelbildes wird die Helligkeit der von den
lichtemittierenden Bauteilen emittierten Strahlung vom menschlichen Auge als konstant wahrgenommen, da die minimale Frequenz der Takte des Taktsignals größer als eine mittels des menschlichen Auge wahrnehmbare Frequenz. Insbesondere entspricht die Dauer eines Zyklus des Taktsignals maximal der Dauer, für die ein Einzelbild angezeigt wird. Ein Zyklus des Taktsignals kann eine Dauer von maximal 1/25 Sekunde, bevorzugt maximal 1/60 Sekunde, besonders bevorzugt maximal 1/100 Sekunde, haben.
Die Anzeigevorrichtung umfasst beispielsweise eine zuvor beschriebene Schaltung, bei welcher der Ausgang der ersten Registereinheit an den Eingang der letzten Registereinheit gekoppelt ist. Somit kann die Dauer der Darstellung eines Einzelbilds länger als die Dauer eines Zyklus des Taktsignals sein. Beispielsweise ist die Dauer eines Zyklus zumindest zehn Mal, bevorzugt zumindest 100 Mal, länger als die Dauer der Darstellung eines Einzelbilds.
Beispielsweise wird die Schaltung derart betrieben, dass das PWM-Signal mehr als einen Wechsel von einem logischen Wert 0 zu einem logischen Wert 1 während der Darstellung eines
Einzelbilds umfasst. Beispielsweise wird der
Verfahrensschritt a) immer nur dann ausgeführt, wenn ein neues Einzelbild angezeigt wird. Vorteilhafterweise ist dadurch die erforderliche Menge der Daten, welche über die Schreibeinheit in das Schieberegister übertragen wird, besonders gering.
Es wird des Weiteren eine Schaltung zum Erzeugen eines PWM- Signals angegeben. Mit der Schaltung kann insbesondere das hier beschriebene Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals durchgeführt werden. Das heißt, sämtliche für die Schaltung offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals offenbart und umgekehrt.
Die Schaltung zum Erzeugen eines PWM-Signals umfasst ein Schieberegister mit einer Vielzahl von taktgesteuerten
Registereinheiten mit jeweils einem Eingang und einem
Ausgang, eine Schreibeinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Ausgänge der Registereinheiten jeweils auf einen
vorgesehenen logischen Wert zu setzen, und einen Taktgeber, welcher dazu eingerichtet ist, die Registereinheiten mit einem gemeinsamen Taktsignal zu betreiben. Dabei sind die Registereinheiten in Reihe geschaltet, sodass jeweils ein Wert an einem der Ausgänge der Registereinheiten am Eingang der jeweils nachfolgenden Registereinheit anliegt. Die Registereinheiten sind jeweils dazu eingerichtet, mit jedem Takt einen am Eingang anliegenden logischen Wert an ihrem Ausgang zu übernehmen. Ferner ist das Schieberegister dazu eingerichtet, an einem Ausgabekontakt das PWM-Signal
auszugeben, wobei das PWM-Signal eine chronologische Abfolge der in den Registereinheiten gesetzten Werte ist und das PWM- Signal jeden der Werte mit der Dauer von einem Takt des
Taktsignals annimmt. Dabei ist das Taktsignal zyklisch.
Während eines Zyklus verändert sich die Dauer von
aufeinanderfolgenden Takten, und das Taktsignal ist je Zyklus identisch. Insbesondere vergrößert oder verkleinert sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten während eines Zyklus.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem Ausgabekontakt und dem Ausgang der ersten Registereinheit eine Halteeinheit geschaltet, wobei die Halteeinheit in einem ersten Zustand den Ausgabekontakt auf den von der ersten Registereinheit ausgegebenen Wert setzt und die Halteeinheit in einem zweiten Zustand den Wert des Ausgabekontakts vorgibt.
Gemäß einer Ausführungsform sind den Registereinheiten ausgehend vom Ausgabekontakt aufsteigende Ordnungszahlen zugeordnet, wobei der Ausgang der Registereinheit mit der niedrigsten Ordnungszahl an den Eingang der Registereinheit mit der höchsten Ordnungszahl gekoppelt ist.
Es wird des Weiteren eine lichtemittierende Anordnung
angegeben. Die lichtemittierende Anordnung kann insbesondere eine hier beschriebene Schaltung umfassen und die
lichtemittierende Anordnung kann insbesondere mit dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer
lichtemittierenden Anordnung betrieben werden. Das heißt, sämtliche für die lichtemittierende Anordnung offenbarten Merkmale sind auch für die Schaltung und für die Verfahren zum Betreiben der lichtemittierenden Anordnung und zum
Erzeugen eines PWM-Signals offenbart und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die lichtemittierende Anordnung eine hier beschriebene Schaltung zum Erzeugen eines PWM-Signals und ein lichtemittierendes Bauteil. Das
lichtemittierende Bauteil ist mittels des PWM-Signals am Ausgabekontakt der Schaltung und beispielsweise einer mittels des PWM-Signals schaltbaren Stromquelle ansteuerbar. Mittels der Schreibeinheit ist ein Tastverhältnis des PWM-Signals vorgebbar und mittels des Tastverhältnisses ist eine
Intensität der von dem lichtemittierenden Bauteil emittierten Strahlung einstellbar.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die lichtemittierende Anordnung eine Vielzahl von hier beschriebenen Schaltungen, wobei den Schaltungen jeweils ein lichtemittierendes Bauteil zugeordnet ist und die lichtemittierenden Bauteile an
Knotenpunkten eines imaginären regelmäßigen Gitters
angeordnet sind. Beispielsweise ist die lichtemittierende Anordnung Teil einer Beleuchtungsvorrichtung. Beispielsweise sind die lichtemittierenden Bauteile mittels der Schaltungen separat voneinander ansteuerbar. Somit ist die Intensität des emittierten Lichts der lichtemittierenden Bauteile separat einstellbar .
Es wird des Weiteren eine Anzeigevorrichtung angegeben. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine hier beschriebene
lichtemittierende Anordnung und die lichtemittierende
Anordnung der Anzeigevorrichtung kann insbesondere mit dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer
Anzeigevorrichtung betrieben werden. Das heißt, sämtliche für die Anzeigevorrichtung offenbarten Merkmale sind auch für die lichtemittierende Anordnung offenbart und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anzeigevorrichtung eine lichtemittierende Anordnung. Die lichtemittierende
Anordnung umfasst eine Vielzahl von lichtemittierenden
Bauteilen, welche jeweils Teil eines Bildpunktes der
Anzeigevorrichtung sind. Insbesondere sind die Bildpunkte der Anzeigevorrichtung mit jeweils zumindest drei
lichtemittierenden Bauteilen gebildet.
Die Anzeigevorrichtung ist dazu eingerichtet, mittels der Bildpunkte nacheinander Einzelbilder darzustellen.
Beispielsweise ist die Anzeigevorrichtung dazu eingerichtet, die Einzelbilder mit einer Rate von zumindest 25
Einzelbildern pro Sekunde darzustellen. Während der Dauer der Darstellung eines Einzelbildes, auch Frame genannt, wird die Helligkeit der von den lichtemittierenden Bauteilen
emittierten Strahlung mit dem menschlichen Auge als konstant wahrgenommen. Die Anzeigevorrichtung umfasst beispielsweise Schaltungen, bei denen der Ausgang der ersten Registereinheit an den Eingang der ersten Registereinheit gekoppelt ist.
Beispielsweise sind die Schaltungen synchron mit einem gemeinsamen Taktsignal betreibbar. Insbesondere wird während der Darstellung eines Einzelbildes der Verfahrensschritt b) durchgeführt. Dabei kann der Verfahrensschritt über die Dauer mehrerer Zyklen ausgeführt werden. Der Verfahrensschritt a) wird beispielsweise nur dann ausgeführt, wenn ein neues Einzelbild angezeigt wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Schaltung, der lichtemittierenden Anordnung, der Anzeigevorrichtung, des Verfahren zum Erzeugen eines PWM-signals, des Verfahrens zum Betreiben einer lichtemittierenden Anordnung und des Verfahrens zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung ergeben sich aus den folgenden, in Zusammenhang mit den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer
lichtemittierenden Anordnung;
Figuren 2, 3 und 4 schematische Darstellungen von Schaltungen zum Erzeugen eines PWM-Signals gemäß Ausführungsbeispielen;
Figuren 5 und 6 schematische Darstellungen von
Anzeigevorrichtungen mit einer Vielzahl von
lichtemittierenden Anordnungen gemäß Ausführungsbeispielen;
Figuren 7, 8 und 9 schematische Darstellungen von
Ausführungsbeispielen von Taktsignalen, welche beim Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals, beim Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Anordnung und beim Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung verwendet werden.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein. Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer
lichtemittierenden Anordnung 60 gemäß eines
Ausführungsbeispiels. Die lichtemittierende Anordnung 60 umfasst eine Schaltung 1 zum Erzeugen eines PWM-Signals 501, mittels welcher ein Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals 501 durchgeführt wird. Die Schaltung 1 umfasst ein
Schieberegister 100 mit vier Registereinheiten lOi, die als erste 101, zweite 102, dritte 103 und vierte 104
Registereinheit bezeichnet werden. Die Schaltung umfasst außerdem einen Taktgeber 30, eine Schreibeinheit 20 und eine Halteeinheit 40.
Die Registereinheiten lOi sind in Reihe geschaltet, sodass jeweils ein logischer Wert am Ausgang 12i einer der
Registereinheiten lOi am Eingang lli der jeweils
nachfolgenden Registereinheit lOi anliegt.
Im bestimmungsgemäßen Betrieb der lichtemittierenden
Anordnung 60 wird das Verfahren zum Erzeugen eines PWM- Signals 501 durchgeführt, wobei in einem Verfahrensschritt a) mittels der Schreibeinheit 20 die Ausgänge 12i der
Registereinheiten lOi parallel auf jeweils einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt werden. Für diesen Zweck weisen die Registereinheiten lOi jeweils einen Set-Kontakt 13i und einen Reset-Kontakt 14i auf, wobei der Ausgang 12i der
Registereinheiten lOi mittels Anlegen eines logischen Werts 1 am Set-Kontakt 13i auf den logischen Wert 1 gesetzt wird, oder der Ausgang 12i der Registereinheiten lOi mittels
Anlegen eines logischen Werts 1 am Reset-Kontakt 14i auf einen logischen Wert 0 gesetzt wird. Der Taktgeber 30 ist an die Registereinheiten lOi gekoppelt, sodass in einem Verfahrensschritt b) die Registereinheiten lOi mit einem gemeinsamen Taktsignal 500 betrieben werden.
Das Taktsignal 500 ist ein zyklisches digitales Signal mit einer Vielzahl von Takten 5. Mit dem Beginn eines Takts 5 übernehmen die Registereinheiten lOi an ihrem Ausgang 12i jeweils den logischen Wert, welcher an deren Eingang lli anliegt .
Die Schaltung 1 gibt an einem Ausgabekontakt 12 das PWM- Signal 501 aus, wobei das PWM-Signal 501 eine chronologische Abfolge der im Verfahrensschritt a) gesetzten logischen Werte der Registereinheiten lOi ist. Bei dem PWM-Signal 501 handelt es sich um ein digitales pulsweitenmoduliertes Signal, welches ein Tastverhältnis und eine Frequenz aufweist. Das Tastverhältnis ist ein Verhältnis während eines Zyklus 50 von der Dauer, für die das PWM-Signal den logischen Wert 1 annimmt, zu der gesamten Dauer des Zyklus 50 und kann auch als „duty cycle" bezeichnet werden. Das PWM-Signal 501 nimmt jeden der in den Registereinheiten lOi gesetzten logischen Werte für die Dauer von einem Takt 5 des Taktsignals 500 an. Somit wird mittels der in Verfahrensschritt a) gesetzten logischen Werte das Tastverhältnis des PWM-Signals 501 vorgegeben .
Das Taktsignal 500 ist je Zyklus 50 identisch und umfasst je Zyklus 50 so viele Takte 5, wie das Schieberegister 100
Registereinheiten lOi umfasst. Während eines Zyklus 50 verändert, beispielsweise verlängert, insbesondere
verdoppelt, sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten 5. Alternativ verkürzt, insbesondere halbiert, sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten während eines Zyklus 5. Die Frequenz des PWM-Signals 501 entspricht der Frequenz der Takte 5. Wenn sich die Takte 5 während eines Zyklus
verlängern, verringert sich die Frequenz der Takte 5 über die Dauer eines Zyklus 50, und es verringert sich die Frequenz des PWM-Signals 501 über die Dauer eines Zyklus 50. Wenn sich die Takte 5 während eines Zyklus 50 verkürzen, vergrößert sich die Frequenz der Takte 5 über die Dauer eines Zyklus 50, und es vergrößert sich die Frequenz des PWM-Signals 501 über die Dauer eines Zyklus 50.
Zwischen dem Ausgabekontakt 12 und dem Ausgang 121 der ersten Registereinheit 101 ist die Halteeinheit 40 geschaltet. In einem ersten Zustand setzt die Halteeinheit 40 den
Ausgabekontakt 12 auf den am Ausgang 121 der ersten
Registereinheit 101 ausgegebenen logischen Wert. Mit anderen Worten: die Halteeinheit 40 ist im ersten Zustand transparent für das vom Schieberegister 100 ausgegebene Signal. In einem zweiten Zustand gibt die Halteeinheit 40 den logischen Wert des Ausgabekontakts 12 vor. Mit anderen Worten: die
Halteeinheit 40 ist im zweiten Zustand intransparent für das von dem Schieberegister 100 ausgegebene Signal.
Während des Schritts a) ist die Halteeinheit 40 im zweiten Zustand und während des Schritts b) ist die Halteeinheit im ersten Zustand 41. Insbesondere ist die Halteeinheit 40 derart eingerichtet, dass der logische Wert des
Ausgabekontakts 12 während des Verfahrensschritts a) mittels der Halteeinheit 40 auf dem Wert gehalten wird, welcher unmittelbar vor dem Beginn des Verfahrensschritts a) von der ersten Registereinheit 101 am Ausgang 121 ausgegeben wurde.
Bei dem Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals 501 werden die Verfahrensschritte a) und b) abwechselnd wiederholt. Insbesondere beginnt der Verfahrensschritt a) mit Beginn des letzten Takts 5 eines Zyklus 50 des Taktsignals 500 und ist vor dem Beginn des ersten Takts 5 des darauffolgenden Zyklus 50 abgeschlossen. Während der Durchführung des
Verfahrensschritts a) wird der Ausgabekontakt 12 mittels der Halteeinheit auf einem festen logischen Wert gehalten.
Die lichtemittierende Anordnung 60 umfasst ein
lichtemittierendes Bauteil 6, welches dazu eingerichtet ist, im bestimmungsgemäßen Betrieb Licht zu emittieren.
Beispielsweise handelt es sich bei dem lichtemittierenden Bauteil um eine Leuchtdiode. Das lichtemittierende Bauteil 6 ist über einen schaltbaren Treiber 70, insbesondere eine schaltbare Stromquelle, an den Ausgabekontakt 12 der
Schaltung 1 gekoppelt und wird mittels des PWM-Signals 501 angesteuert. Mittels des Tastverhältnisses des PWM-Signals 501 wird eine Intensität der von dem lichtemittierenden Bauteil 6 emittierten Strahlung eingestellt.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer
Schaltung 1 zum Erzeugen eines PWM-Signals 501 gemäß eines Ausführungsbeispiels. Bei der in der Figur 2 dargestellten Schaltung 1 ist der Ausgang 121 der ersten Registereinheit 101 an den Eingang 114 der letzten Registereinheit 104 gekoppelt .
Im Verfahrensschritt a) werden die Registereinheiten lOi mittels der Schreibeinheit 20 seriell bzw. sequentiell auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt. Nur eine der Registereinheiten lOi, vorliegend die vierte Registereinheit 104, umfasst einen Set-Kontakt 134 und einen Reset-Kontakt 144, mittels denen der logische Wert des Ausgangs 124 unabhängig vom Wert des Eingangs 114 vorgebbar ist. Im Verfahrensschritt a) werden die folgenden
Verfahrensschritte i und ii zum Setzen der Ausgänge 12i der Registereinheiten lOi durchgeführt.
Im Verfahrensschritt i wird der Ausgang 124 der vierten
Registereinheit 104 mittels der Schreibeinheit 20 auf einen logischen Wert gesetzt. Dieser Wert liegt am Eingang 113 der nachfolgenden dritten Registereinheit 103 an.
Im Verfahrensschritt ii wird mittels des Taktgebers 30 ein Takt 5 ausgegeben, sodass der in Schritt i gesetzte Wert am Ausgang 123 der dritten Registereinheit 103 übernommen wird.
Die Verfahrensschritte i und ii werden während des
Verfahrensschritts a) abwechselnd wiederholt, bis alle
Ausgänge 12i der Registereinheiten lOi auf einen vorgegebenen Wert gesetzt sind. Im Verfahrensschritt a) werden mittels der Schreibeinheit 20 die Ausgänge der Registereinheiten lOi seriell auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt, da die logischen Werte nacheinander in die Registereinheiten lOi geladen werden.
Ferner unterscheidet sich das in Figur 2 dargestellte
Ausführungsbeispiel von dem in Figur 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Ausgang 121 der ersten Registereinheit 101 an den Eingang 114 der letzten
Registereinheit 104 gekoppelt ist. Somit liegt am Eingang 114 der vierten Registereinheit 104 der logische Wert des
Ausgangs 121 der ersten Registereinheit 101 an. Im
Verfahrensschritt b) wird nach jedem Takt 5 am Ausgang 124 der vierten Registereinheit 104 der Wert des Ausgangs 121 der ersten Registereinheit 101 übernommen. Beim Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals 501 mittels der in Figur 2 dargestellten Schaltung 1 kann der
Verfahrensschritt b) über die Dauer von mehreren Zyklen 50 des Taktsignals 500 durchgeführt werden, ohne dass der
Verfahrensschritt a) durchgeführt wird. Insbesondere wird der Verfahrensschritt a) nur dann durchgeführt, wenn das
Tastverhältnis des PWM-Signals 501 geändert wird.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer
Schaltung 1 zum Erzeugen eines PWM-Signals 501 gemäß eines Ausführungsbeispiels. Beim Verfahren zum Erzeugen eines PWM- Signals werden im Verfahrensschritt a) die Ausgänge 12i der Registereinheiten lOi mittels der Schreibeinheit 20 parallel auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt. Für diesen Zweck umfasst die Schreibeinheit 20 eine Vielzahl von
Multiplexern 21, die jeweils zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Registereinheiten lOi angeordnet sind. Die Multiplexer 21 umfassen beispielsweise einen ersten
Eingang 212, welcher an den Ausgang 12i der vorhergehenden Registereinheit lOi gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang 213, welcher von der Schreibeinheit 20 auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt wird. In einem ersten Zustand des Multiplexers 21 übernimmt der Ausgang 214 des Multiplexers 21 den logischen Wert des ersten Eingangs 212 und in einem zweiten Zustand übernimmt der Ausgang 214 des Multiplexers 21 den logischen Wert des zweiten Eingangs 213. Ferner umfasst der Multiplexer 21 einen Wahl-Kontakt 211, mittels dem zwischen den beiden Zuständen gewählt werden kann. Die
Multiplexer 21 sind während des Verfahrensschritts a) im zweiten Zustand, sodass der logische Wert, welcher jeweils an den Eingängen lli der Registereinheiten lOi anliegt, mittels der Schreibeinheit 20 vorgebbar ist. Im Verfahrensschritt a) wird mittels des Taktgebers 30 ein Takt 5 ausgegeben, wobei die Registereinheiten lOi jeweils den am Eingang lli
anliegenden Wert an deren Ausgang 12i übernehmen.
Während des Verfahrensschritts b) sind die Multiplexer 21 im ersten Zustand, sodass an den Eingängen lli der
Registereinheiten lOi jeweils der logische Wert des Ausgangs 12i der vorhergehenden Registereinheit lOi anliegt. Wie auch in dem im Zusammenhang mit der Figur 2 beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist es optional möglich, dass der Ausgang 121 der ersten Registereinheit 101 an den Eingang 114 der vierten Registereinheit 104 gekoppelt ist. Somit muss der Verfahrensschritt a) nur dann durchgeführt werden, wenn die Tastrate des PWM-Signals 501 geändert wird.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer
Schaltung 1 zum Erzeugen eines PWM-Signals 501 gemäß eines Ausführungsbeispiels. Dieses Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem in der Figur 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Schreibeinheit 20 nur einen Multiplexer 21 umfasst. Der Multiplexer 21 ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Registereinheiten lOi angeordnet.
Beim Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals 501 mittels der vorliegenden Schaltung 1 werden im Verfahrensschritt a) die logischen Werte der Ausgänge 12i der Registereinheiten lOi seriell ähnlich dem im Zusammenhang mit der Figur 2
beschriebenen Ausführungsbeispiel gesetzt. Der Multiplexer 21 ist während des Verfahrensschritts a) im zweiten Zustand.
Um im Verfahrensschritt a) die Ausgänge 12i der
Registereinheiten lOi auf vorgegebene logische Werte zu setzen, werden die nachfolgenden Schritte iii und iv im
Wechsel wiederholt, bis alle Ausgänge 12i der Registereinheiten lOi auf einen vorgegebenen Wert gesetzt sind. Im Schritt iii wird mittels der Schreibeinheit 20 der logische Wert am Ausgang 214 des Multiplexers 21 vorgegeben. Im Schritt iv wird mittels des Taktgebers 30 ein Takt 5 ausgegeben. Durch den Takt 5 wird der Wert des Ausgangs 214 des Multiplexers 21 am Ausgang 121 der nachgeordneten ersten Registereinheit 101 übernommen.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer
Anzeigevorrichtung 600 gemäß eines Ausführungsbeispiels. Die Anzeigevorrichtung 600 umfasst eine lichtemittierende
Anordnung 60 mit einer Vielzahl von Schieberegistern 100, denen jeweils ein lichtemittierendes Bauteil 6 zugeordnet ist. Die Schieberegister 100 sind an eine gemeinsame
Schreibeinheit 20 und an einen gemeinsamen Taktgeber 30 gekoppelt. Den Schieberegistern 100 ist jeweils ein
lichtemittierendes Bauteil 6 zugeordnet. Die
lichtemittierenden Bauteile 6 sind an Knotenpunkten eines imaginären regelmäßigen Gitters angeordnet.
Die lichtemittierenden Bauteile 6 sind jeweils Teil eines Bildpunktes der Anzeigevorrichtung 600. Beispielsweise ist ein Bildpunkt der Anzeigevorrichtung 600 dazu eingerichtet, Licht einer einstellbaren Farbe und einer einstellbaren
Intensität zu emittieren. Sowohl die Farbe als auch die
Intensität des emittierten Lichts sind mittels des PWM- Signals 501 vorgebbar.
Die Anzeigevorrichtung 600 ist im bestimmungsgemäßen Betrieb dazu vorgesehen, mittels der Bildpunkte nacheinander
Einzelbilder, sogenannte Frames, darzustellen. Beispielsweise werden die Einzelbilder mit einer Frequenz von zumindest 25 Hz dargestellt, sodass ein Einzelbild maximal für 1/25 Sekunde angezeigt wird. Während eines Einzelbildes werden die die Intensität und die Farbe des von den Bildpunkten
emittierten Lichts mit dem menschlichen Auge als konstant wahrgenommen. Somit ist während der Darstellung eines
Einzelbilds das Tastverhältnis des von den Schaltungen ausgegebenen PWM-Signals 501 konstant.
Insbesondere ist bei den Schieberegistern 100 jeweils der Ausgang 121 der ersten Registereinheit 101 mit dem Eingang lli der letzten Registereinheit lOi verbunden, sodass das Tastverhältnis des PWM-Signals 501 erst geändert wird, wenn der Verfahrensschritt a) durchgeführt wird. Somit muss der Verfahrensschritt a) nur dann durchgeführt werden, wenn ein neues Einzelbild dargestellt werden soll. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, dass besonders geringe
Datenübertragungsraten während des Verfahrensschritts a) erforderlich sind.
Die Schieberegister 100 der Anzeigevorrichtung 600 werden mit einem gemeinsamen Taktsignal 500 betrieben. Beispielsweise ist die Dauer eines Zyklus 50 des Taktsignals 500 maximal genauso lang wie die Dauer der Darstellung eines Einzelbilds. Insbesondere ist die Dauer der Darstellung eines Einzelbildes zumindest 5-fach, bevorzugt zumindest 10-fach länger als die Dauer eines Zyklus 50 des Taktsignals.
Die Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer
Anzeigevorrichtung 600 gemäß eines Ausführungsbeispiels. Die Anzeigevorrichtung 600 umfasst zwei lichtemittierende
Anordnungen 60, die jeweils drei Schieberegister 100
umfassen, wobei den Schieberegistern 100 jeweils ein
lichtemittierendes Bauteil 6 zugeordnet ist. Die
lichtemittierenden Bauteile 6 sind an den Knotenpunkten eines imaginären regelmäßigen Gitters angeordnet und sind Teil von Bildpunkten der Anzeigevorrichtung 600.
Die Anzeigevorrichtung 600 umfasst eine Vielzahl
lichtemittierender Anordnungen 60 mit jeweils mehreren
Schieberegistern 100 und lichtemittierenden Bauteilen 6. Die lichtemittierenden Bauteile 6 und die zugehörigen
Schieberegister 100 sind in Zeilen nebeneinander angeordnet. Im Verfahrensschritt a) werden mittels der Schreibeinheit 20 die logischen Werte parallel in eine Zeile von
Schieberegistern 100 geschrieben.
Die Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung des
zeitlichen Verlaufs eines Taktsignals 500 gemäß eines
Ausführungsbeispiels. Ein solches Taktsignal 500 wird
beispielsweise bei dem hier beschriebenen Verfahren zum
Erzeugen eines PWM-Signals, dem hier beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung und den hier beschriebenen Verfahren zum Betreiben einer
Anzeigevorrichtung von dem Taktgeber 20 ausgegeben. Auf der Ordinatenachse sind die logischen Werte 0 und 1 aufgetragen, welche das Taktsignal 500 annimmt. Die logischen Werte können beispielsweise zwei unterschiedliche elektrische Spannungen sein. Auf der Abszissenachse ist die Zeit t aufgetragen.
Eine Periode des Taktsignals entspricht einem Takt 5 des Taktsignals 500. Das Taktsignal ist ein zyklisches Signal, wobei ein Zyklus 50 vorliegend vier Takte 5 umfasst. In der Figur 7 ist jeweils der Anfang und das Ende eines Zyklus 50 mit gestrichelten Linien gekennzeichnet. Die Anzahl der Takte 5 eines Zyklus 50 kann der Anzahl der Registereinheiten lOi des Schieberegisters 100 entsprechen. Das Taktsignal ist je Zyklus 50 identisch. Innerhalb jedes Zyklus 50 verlängert sich, insbesondere verdoppelt sich, die Dauer der aufeinanderfolgenden Takte 5.
Die Figur 8 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Taktsignals 500 (Figur 8 a) ) und eines PWM-Signals 501 (Figur 8 b)). Das PWM-Signal 501 wird beispielsweise mittels eines hier
beschriebenen Verfahrens zum Erzeugen eines PWM-Signals erzeugt. Das Taktsignal 500 und das PWM-Signal 501 nehmen die logischen Werte 0 oder 1 an, welche jeweils auf der Abszisse aufgetragen sind.
In der Figur 8 a) ist ein Zyklus 50 des Taktsignals 500 dargestellt, wobei der Zyklus 50 vier Takte 5 umfasst. Über den Zyklus 50 verdoppelt sich jeweils die Dauer von
aufeinanderfolgenden Takten 5.
Das PWM-Signal 501, welches in Figur 8 b) dargestellt ist, wird bei dem Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals 501 am Ausgabekontakt 12 einer Schaltung 1 ausgegeben. Dabei wird das Schieberegister 100 der Schaltung 1 mit dem Taktsignal 500 der Figur 8 a) angesteuert. Das PWM-Signal 501 ist eine chronologische Abfolge der im Verfahrensschritt a) in den Registereinheiten lOi gesetzten logischen Werte. Vorliegend handelt es sich um taktflanken-gesteuerte Registereinheiten lOi, welche jeweils bei einer positiven Flanke des
Taktsignals 500 am Ausgang 12i den jeweils am Eingang lli anliegenden logischen Wert übernehmen. Somit wird bei jeder positiven Taktflanke des Taktsignals 500 ein neuer der gesetzten logischen Werte am Ausgabekontakt 12 ausgegeben.
Vorliegend wurde im Verfahrensschritt a) die erste
Registereinheit 101 auf den logischen Wert 0, die zweite Registereinheit 102 auf den logischen Wert 1, die dritte Registereinheit 103 auf den logischen Wert 0 und die vierte Registereinheit 104 auf den logischen Wert 1 gesetzt.
Folglich nimmt das PWM-Signal 501 nacheinander die Werte 0,
1, 0 und 1 für die Dauer von jeweils einem Takt an. Während dem ersten und kürzesten Takt 5 des Taktsignals 500 nimmt das PWM-Signal 501 den logischen Wert 0 der ersten
Registereinheit 101 an. Während dem zweiten Takt 5 nimmt das PWM-Signal den Wert 1 der zweiten Registereinheit 102 an. Während dem dritten Takt 5 nimmt das PWM-Signal 501 den logischen Wert 0 der dritten Registereinheit 103 an. Im vierten und längsten Takt 5 nimmt das PWM-Signal 501 den logischen Wert 1 der vierten Registereinheit 104 an. Somit nimmt das PWM-Signal 501 nacheinander die im
Verfahrensschritt a) gesetzten Werte der Registereinheiten lOi an. Dabei entspricht die Dauer, für welche das PWM-Signal 501 diese logischen Werte annimmt, der Dauer der Takte 5 des Taktsignals 500.
Die Figur 9 zeigt in einer schematischen Darstellung den zeitlichen Verlauf eines Taktsignals 500 und eines PWM- Signals 501 gemäß eines Ausführungsbeispiels. Von dem
Taktsignal 500 ist ein Zyklus 50 mit sechs Takten 5
dargestellt. Mit diesem Taktsignal 500 wird ein
Schieberegister 100 mit sechs Registereinheiten lOi
betrieben. Die erste bis sechste Registereinheit wurde in dieser Reihenfolge im Verfahrensschritt a) auf die logischen Werte 0, 1, 1, 1, 0 und 1 gesetzt. Das im Verfahrensschritt b) ausgegebene PWM-Signal 501 ist eine chronologische Abfolge der in den Registereinheiten lOi gesetzten logischen Werte.
Die gestrichelten Linien zwischen den Diagrammen a) und b) markieren jeweils den Beginn eines Takts 5 des Taktsignals 500. Immer mit Beginn eines Takts 5 nimmt das PWM-Signal 501 einen neuen der im Verfahrensschritt a) gesetzten logischen Werte an.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
1 Schaltung
100 Schieberegister
lOi Registereinheit
10L LSB-Einheit
10M MSB-Einheit
lli Eingang einer Registereinheit
11L Eingang der LSB-Einheit
UM Eingang der MSB-Einheit
12i Ausgang einer Registereinheit
12L Ausgang der LSB-Einheit
12M Ausgang der MSB-Einheit
12 Ausgäbekontakt
13i Set-Kontakt
14i Reset-Kontakt
20 Schreibeinheit
21 Multiplexer
211 Wahl-Kontakt
212 erster Eingang des Multiplexers
213 zweiter Eingang des Multiplexers
214 Ausgang des Multiplexers
30 Taktgeber
40 Halteeinheit
41 erster Zustand
42 zweiter Zustand
5 Takt
50 Zyklus
500 Taktsignal
501 PWM-Signal
6 lichtemittierendes Bauteil
60 lichtemittierende Anordnung
600 Anzeigevorrichtung 70 schaltbarer Treiber t Zeit

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen eines PWM-Signals (501) mittels einer Schaltung (1) umfassend
- ein Schieberegister (10) mit einer Vielzahl von
taktgesteuerten Registereinheiten (lOi) mit jeweils einem Eingang (lli) und einem Ausgang (121) ,
- eine Schreibeinheit (20), welche dazu eingerichtet ist, die Ausgänge (12i) der Registereinheiten (lOi) jeweils auf einen vorgesehenen logischen Wert zu setzen,
- einen Taktgeber (30), welcher dazu eingerichtet ist, ein Taktsignal (500) auszugeben, wobei
- die Registereinheiten (lOi) in Reihe geschaltet sind,
sodass jeweils ein logischer Wert am Ausgang einer der Registereinheiten (lOi) am Eingang (lli) der jeweils nachfolgenden Registereinheit (lOi) anliegt,
bei dem
a) mittels der Schreibeinheit (20) die Ausgänge (12i) der
Registereinheiten (lOi) jeweils auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt werden,
b) die Registereinheiten (lOi) gemeinsam mit dem Taktsignal (500) betrieben werden, wobei
die Registereinheiten (lOi) mit jedem Takt den jeweiligen logischen Wert des Eingangs (lli) am Ausgang (12i) übernehmen,
das Taktsignal (500) zyklisch ist,
während eines Zyklus (50) sich die Dauer von
aufeinanderfolgenden Takten (5) verändert, und
das Schieberegister (10) an einem Ausgabekontakt (12) das
PWM-Signal (501) ausgibt, wobei das PWM-Signal (501) eine chronologische Abfolge der in den Registereinheiten (lOi) gesetzten logischen Werte ist, und das PWM-Signal (501) jeden der logischen Werte mit der Dauer von einem Takt (5) des Taktsignals (500) annimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Anzahl der Takte (5) eines Zyklus (50) der Anzahl der Registereinheiten (lOi) entspricht.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2,
bei dem die Verfahrensschritte a) und b) abwechselnd
wiederholt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem
- den Registereinheiten (lOi) ausgehend vom Ausgabekontakt (12) aufsteigende Ordnungszahlen zugeordnet sind, wobei
- der Ausgang (12i) der Registereinheit (lOi) mit der
niedrigsten Ordnungszahl an den Eingang (lli) der
Registereinheit (lOi) mit der höchsten Ordnungszahl gekoppelt ist, und
zwischen zwei Ausführungen des Verfahrensschritts a) der der Verfahrensschritt b) über eine Dauer von mehreren Zyklen (50) hinweg ausgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem
zwischen dem Ausgabekontakt (12) und dem Ausgang (121) der ersten Registereinheit (101) eine Halteeinheit (40) gekoppelt ist, wobei
- die Halteeinheit (40) in einem ersten Zustand (41) den
Ausgabekontakt (12) auf den am Ausgang (121) der ersten Registereinheit (101) ausgegebenen logischen Wert setzt
- die Halteeinheit (40) in einem zweiten Zustand (42) den logischen Wert des Ausgabekontakts (12) vorgibt,
- die Halteeinheit (40) während des Schritts a) im zweiten Zustand ist, und - die Halteeinheit (40) während des Schritts b) im ersten Zustand ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei dem im Verfahrensschritt a) mittels der Schreibeinheit (20) die Ausgänge der Registereinheiten (lOi) parallel auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei dem im Verfahrensschritt a) mittels der Schreibeinheit (20) die Ausgänge der Registereinheiten (lOi) seriell auf einen vorgegebenen logischen Wert gesetzt werden.
8. Verfahren zum Betreiben einer lichtemittierenden Anordnung (60) umfassend:
- eine Schaltung (1), welche nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betrieben wird, und
- ein lichtemittierendes Bauteil (6), welches mittels des PWM-Signals (500) am Ausgabekontakt (12) der Schaltung (1) angesteuert wird, bei dem
- mittels der in Verfahrensschritt a) vorgegebenen logischen Werte ein Tastverhältnis des PWM-Signals (501) vorgegeben wird, und
- mittels des Tastverhältnisses eine Intensität der von dem lichtemittierenden Bauteil (6) emittierten Strahlung eingestellt wird.
9. Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung (600) umfassend eine Vielzahl von lichtemittierenden Anordnungen (60), die jeweils mit einem Verfahren gemäß Anspruch 8 betrieben werden, wobei
- die lichtemittierenden Bauteile (6) jeweils Teil eines
Bildpunktes der Anzeigevorrichtung (600) sind, und - Schaltungen (1) mit einem gemeinsamen Taktsignal (500) betrieben werden.
10. Schaltung (1) zum Erzeugen eines PWM-Signals (501), umfassend :
- ein Schieberegister (10) mit einer Vielzahl von
taktgesteuerten Registereinheiten (lOi) mit jeweils einem Eingang (lli) und einem Ausgang (121) ,
- eine Schreibeinheit (20), welche dazu eingerichtet ist, die Ausgänge der Registereinheiten (lOi) jeweils auf einen vorgesehenen logischen Wert zu setzen, und
- einen Taktgeber (30), welcher dazu eingerichtet ist, die Registereinheiten (lOi) mit einem gemeinsamen Taktsignal (500) zu betreiben, wobei
- die Registereinheiten (lOi) in Reihe geschaltet sind,
sodass jeweils ein logischer Wert an einem der Ausgänge der Registereinheiten (lOi) am Eingang (lli) der jeweils nachfolgenden Registereinheit (lOi) anliegt,
- die Registereinheiten (lOi) jeweils dazu eingerichtet
sind, mit jedem Takt einen an ihrem Eingang anliegenden logischen Wert an ihrem Ausgang zu übernehmen,
- das Schieberegister (10) dazu eingerichtet ist, an einem Ausgabekontakt (12) das PWM-Signal (501) auszugeben, wobei das PWM-Signal (501) eine chronologische Abfolge der in den Registereinheiten (lOi) gesetzten logischen Werte ist, und das PWM-Signal (501) jeden der logischen Werte mit der Dauer von einem Takt (5) des Taktsignals (500) annimmt,
- wobei das Taktsignal (500) zyklisch ist, während eines
Zyklus (50) sich die Dauer von aufeinanderfolgenden Takten (5) verändert, und
- das Taktsignal je Zyklus (50) identisch ist.
11. Schaltung (1) nach Anspruch 10, wobei zwischen dem Ausgabekontakt (12) und dem Schieberegister (10) eine Halteeinheit (40) geschaltet ist,
- die Halteeinheit (40) in einem ersten Zustand (41) den
Ausgabekontakt (12) auf den vom Schieberegister (10) ausgegebenen logischen Wert setzt, und
- die Halteeinheit (40) in einem zweiten Zustand (42) den logischen Wert des Ausgabekontakts (12) vorgibt.
12. Schaltung nach Anspruch 10 oder 11, bei dem
- den Registereinheiten (lOi) ausgehend vom Ausgabekontakt (12) aufsteigende Ordnungszahlen zugeordnet sind, wobei
- der Ausgang (12i) der Registereinheit (lOi) mit der
niedrigsten Ordnungszahl an den Eingang (lli) der
Registereinheit (lOi) mit der höchsten Ordnungszahl gekoppelt ist.
13. Lichtemittierende Anordnung (60) umfassend eine Schaltung
(1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und ein
lichtemittierendes Bauteil (6), wobei
- das lichtemittierende Bauteil (6) mittels des PWM-Signals (500) der Schaltung (1) ansteuerbar ist,
- mittels der Schreibeinheit (20) ein Tastverhältnis des
PWM-Signals (501) vorgebbar ist, und
- mittels des Tastverhältnisses eine Intensität der von dem lichtemittierenden Bauteil (6) emittierten Strahlung einstellbar ist.
14. Lichtemittierende Anordnung (60) gemäß Anspruch 13 umfassend eine Vielzahl von Schaltungen (1), wobei
- den Schaltungen (1) jeweils ein lichtemittierendes Bauteil (6) zugeordnet ist,
- die lichtemittierenden Bauteile (6) an Knotenpunkten eines imaginären regelmäßigen Gitters angeordnet sind.
15. Anzeigevorrichtung (600) umfassend eine lichtemittierende Anordnung (6) gemäß Anspruch 14,
wobei die lichtemittierenden Bauteile (60) jeweils Teil eines Bildpunktes der Anzeigevorrichtung (600) sind.
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