数字电位器简化显示器面板的VCOM调节的解决方案介绍

任何薄膜晶体管液晶显示器面板都至少需要一个适当调节的VCOM信号，以便为面板(panel)的背板提供一个参考点。VCOM的精确值随不同面板而变化，因此必须在出厂时设置VCOM值，以便与每一个屏幕的各自特性相匹配。适当地调节VCOM值，可以减少闪烁和其它不良影响。

在分压器工作模式中，通常使用机械式电位器或微调器实现VCOM调节。不过近年来，面板制造商开始寻求其它的替代解决方案，因为机械式微调器不能提供大型面板最佳图像保真度所需的分辨率。此外，制造商还需要安排技术人员在装配线上进行物理调节。这种调节不仅耗时，而且容易因为人为错误或机械振动造成现场失效(field failure)。

有一种简单的替代方法，可以更好地调节分辨率以满足面板最佳图像保真度所需，这就是用数字电位器代替机械电位器。利用数字电位器，面板生产商可以自动完成VCOM调节过程，从而降低生产成本，提高产品质量。不幸的是，许多面板的工作电压较高，可用的电源电压选择范围很有限。而如果采用5V电源，系统实现就十分简单，如图1所示。否则，电路就会更加复杂。这种设计思想揭示了一种简单的方法，即利用任意可用逻辑电源来为调节VCOM的电位器供电。

这种解决方案采用了美国模拟器件公司(ADI)的AD5258/59 6/8位非易失性数字电位器，且使用了一个I2C串行接口来控制电位器设置并在EEPROM中存储所需的电位器设置。AD5259采用5V亚微米CMOS工艺制造，以降低功耗。此外，它采用节省空间的10引脚MSOP封装，这在空间受限的低成本应用中是一项重要特征。在没有提供5V电源的系统中，许多设计人员都想简单地从电阻串中的5 V处进行分流。但这种解决方案并不可行，因为在写入EEPROM的编程期间，AD5259的典型电流消耗为35mA。但R1不可能产生这种电流等级，否则会使电压降过大。有鉴于此，AD5259设计了单独的VLOGIC引脚，可连接到任何可用的逻辑电源。这里用的是控制数字电位器的微控制器(MCU)的电源电压。于是，VLOGIC产生35mA的编程电流，而VDD只产生微安级的电源电流，用于为数字电位器内置电阻串的内置开关提供偏置电流。如果面板需要更高的VCOM电压，则可增加两个电阻，接到运算放大器的同相增益配置。

该数字电位器的端到端阻抗容差为±30%。假设R1、R3和Vi的容差与数字电位器相比可忽略不计，下表列出了可达到输出值范围。如表所示，这种配置确保了3.5V到4.5V的输出范围，步长在±10°mV以内。此外，由于数字电位器的逻辑电源与MCU的逻辑电压相匹配，所以如果需要，数据可以读回到MCU。

图1：提供5V专用电源的配置

图2：从电阻串分流出VDD电压

图3：AD5259的方框图

表1：输出电压范围