基于FPGA的LED電視動(dòng)態(tài)背光系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖如圖五所示。FPGA 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施控制。FPGA 首先接收電視主板發(fā)送的LVDS 信號(hào)， 由于LVDS 速度很快，每對(duì)LVDS 數(shù)據(jù)線速度為560~600Mbit/s，所以應(yīng)使用ISERDES(串并轉(zhuǎn)換器) 模塊對(duì)其進(jìn)行減速，同時(shí)按1:7 的比率由將VESA 或JEIDA 信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB 格式的圖像信號(hào)，由FPGA內(nèi)置亮度分析模塊根據(jù)亮度計(jì)算公式：

　　Y=0.299R+0.587G+0.114B

　　計(jì)算出亮度信號(hào)并按區(qū)域統(tǒng)計(jì)，得到各區(qū)域的亮度信號(hào);再通過(guò)I2C 模塊，將平均亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電路控制信號(hào)，以I2C協(xié)議的形式將控制信號(hào)送至LED 驅(qū)動(dòng)芯片以驅(qū)動(dòng)16 個(gè)區(qū)域PWM 背光調(diào)節(jié)模塊?？刂菩盘?hào)分為地址碼和控制量?jī)刹糠?，地址碼用來(lái)選址，即接通需要相應(yīng)背光區(qū)域的控制電路，控制量決定該調(diào)整的類(lèi)別( 背光亮度) 及需要調(diào)整的量，各控制電路彼此獨(dú)立，互不相關(guān);FPGA 同時(shí)將RGB 格式的圖像信號(hào)通過(guò)7:1的OSERDES( 并串轉(zhuǎn)換器) 重新生成LVDS 信號(hào)傳送給液晶面板。液晶背光亮度根據(jù)電視畫(huà)面內(nèi)容實(shí)時(shí)同步調(diào)節(jié)，即實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)LED 背光動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能。

　　經(jīng)測(cè)算， 液晶電視背光最高亮度為350cd/m2， 均勻度為75%以上，達(dá)到了液晶電視背光的亮度要求。此款32 寸液晶電視原功耗為73W，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)光功能之后，在背光亮度調(diào)至最大水平的狀態(tài)下， 用功耗測(cè)試儀測(cè)得實(shí)際最大功耗為73W，在背光亮度調(diào)至最低水平時(shí)，測(cè)得實(shí)際功耗為38W;正常播放電視時(shí)測(cè)得平均功耗54W，節(jié)能效果明顯。由于電視畫(huà)面對(duì)應(yīng)區(qū)域亮度降低，畫(huà)質(zhì)會(huì)有微小損失，但人眼不易察覺(jué),未來(lái)可結(jié)合圖像信號(hào)補(bǔ)償技術(shù)和增大液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)抵消因亮度降低帶來(lái)的畫(huà)質(zhì)損失。

　　5 結(jié)論

　　本文給出了基于FPGA 的液晶電視LED 背光動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)方法，描述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成框圖及功能實(shí)現(xiàn)框圖。該系統(tǒng)集成程度高,工作速度快，結(jié)構(gòu)清晰，具有在線可編程的特點(diǎn)，其原理可廣泛應(yīng)用于大尺寸電視和顯示器市場(chǎng);系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境已通過(guò)應(yīng)用性，穩(wěn)定性等測(cè)試，各種器件均能達(dá)到良好的匹配，至少可將電視整機(jī)功耗降低四分之一，具有良好的應(yīng)用市場(chǎng)前景。本文創(chuàng)新點(diǎn)：基于FPGA 技術(shù)，構(gòu)建液晶電視LED 背光動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了一款超薄、節(jié)能、高性?xún)r(jià)比的液晶電視機(jī)。