基于液晶显示(LCD)技术的数据投影仪近年来取得了巨大的进步——体积更小、成本更低的投影仪提供了更高的亮度和更高的分辨率。因此，投影仪已经从安装在大型会议室的显示设备发展成为工作小组和销售组织的日常工具，以及家庭娱乐系统的主要部分。这里讨论的DecDriver IC是当前和未来改善这些显示器的视觉质量以及降低成本的主要因素。

今天，在投影仪显示引擎中使用的主要技术包括三种(rgb -红、绿、蓝)高温多晶硅(HTPS)液晶显示(LCD)微显示器。三种彩色液晶微显示器分别显示颜色数据，它们的光输出在通过透镜投射到屏幕上之前进行光学求和。与基于旋转色轮的现场顺序单面板系统相比，该系统可以更好地控制色彩质量，提高亮度和效率，并减少“颜色分解”的可能性。

最近，一种基于低成本硅片的新型液晶显示技术——硅基液晶(LCOS)正在进入投影市场。基于LCOS的投影引擎具有实现低成本家庭影院以及其他大型场所显示的潜力，例如公共显示器和大型背投监视器或工作站。LCOS微显示器为这些应用带来的好处包括比目前HTPS LCD面板更高的分辨率，以及潜在的更低成本(尚未实现)。LCOS的其他优势包括更高的像素密度、更小的面板尺寸和更高的孔径比。在家庭娱乐中，投影机引擎的使用将包括前置和后置投影，并且要求分辨率超过200万全彩像素(10位伽玛校正)。

LCOS和HTPS显示技术都是基于LCD的;它们需要高性能的驱动电子设备来提供高质量、高分辨率的显示。有关像素、格式、分辨率和时钟速率的简要说明，请参见下面的脚注．

微显示接口不同于今天的笔记本电脑显示器，现在最常见的是a-Si(无定形，有源矩阵液晶显示器)。这些笔记本电脑显示器需要为每列像素单独的驱动程序。这个接口很慢，而且每个芯片往往集成多达384个驱动程序的IC器件不成比例地长。

另一方面，HTPS或LCOS微显示器集成了多路复用器(MUX)功能，以在像素列之间分配成像信号。在简单的采样保持电路中，物理像素本身充当负载电容，在LCD材料响应时保持成像信号。MUX的输入需要大大减少接口通道的数量，同时提高了速度以实现更简单的电路。这减少了芯片上的风扇输出到微显示器，目前可以沿着对角线测量0.5英寸。此外，这种配置还降低了驱动电子器件的功耗、面积和成本。最重要的是，虽然高端笔记本电脑显示器可能包括8位驱动程序，但用于投影引擎的微显示器今天使用10位伽玛校正输入。这种高质量的图像是必要的，因为投影图像非常大，显示出在10英寸笔记本电脑显示器上不容易注意到的显示伪影。对更高质量图像和更快速度的需求提高了驱动电子设备的性能。

这些驱动器的关键优点包括良好的绝对输出电压精度、快速的输出电压转换到容性负载、高数据速率、紧凑的占地面积和低功耗。针对家庭影院市场的接口设计应继续依赖于LCD微显示器的输入，以避免高速逻辑噪声并提高应用于显示像素的信号质量。

在DecDriver芯片出现之前，用于微显示器的传统驱动电子解决方案是基于采样保持拓扑来及时销毁数字成像数据。为了使传入的高速数据速率与LCD像素的相对有限的带宽相匹配，需要进行抽取。集成在HTPS面板上的MUX功能将图像信号分布到像素列上，在每个时钟周期内观察有限的像素集，直到一行像素被填充。基于采样保持的驱动器有几个限制，导致图像质量差，PCB面积大，获得大于XGA的分辨率的能力有限(见表1)，以及高功耗。由于基座、下垂和沉降时间，样品保持功能中的错误限制了该架构的显示质量，影响了颜色匹配并阻碍了更高分辨率所需的系统速度。无论控制器asic(负责定时、图像信号处理等)是否包括高速视频dac，都需要离散视频放大器来提供必要的动态电压范围和稳定时间。它们依次驱动抽取所需的采样保持放大器。

此外，在保持刷新率不变的情况下，增加像素数要求更快的驱动电子设备。LCOS尤其如此，因为LCOS技术更快的响应时间和双帧速率要求面板接口具有比HTPS所需的更少(但快得多)的通道。

除了速度问题外，家庭影院质量的LCOS显示器与HTPS具有相同的需求。面板的输入必须具有良好的通道到通道精度，宽动态范围和快速稳定时间。

数字化建筑

AD8380 DecDriver (decimating driver) IC是一种单片硅解决方案，提供了将10位伽玛校正图像直接驱动到高分辨率HTPS和LCOS面板上所需的所有性能，具有高速和精度。它通过锁存来自控制器的高速数字数据，然后传输给定信号上的所有通道，从而有效地取代采样/保持功能，从而通过将数据转换为并行成像信号来实现实时抽取。

DecDriver采用新型高密度26v快速双极工艺，在同一芯片上制造dac和驱动放大器，从而优化沉淀时间和功耗。通过将高压输出驱动放大器与快速双极dac集成在一起，它们可以在工厂内进行修整，以满足所需的绝对精度规格。

这个完整的解决方案，专为高输出精度而设计，还允许完全控制成像信号，包括对比度、亮度、信号反转和输出VCOM水平，而不牺牲精度。结合速度，灵活的逻辑控制和激光修整输出精度，允许在XGA, SXGA和更高分辨率系统中使用多个DecDriver器件互换的模块化设计。

前后投影系统需要在相反的方向上进行扫描，因此提供了L/R控制来确定数据锁定的方向，从而使前后投影系统的设计更加容易。E/O提供了在备用时钟边锁存的能力，简化了双高速数据路径的解复用。

显示性能

更高分辨率的显示器需要更高的像素时钟速率，因此也需要更快的驱动电子器件。表1显示了常见视频(VESA和SMPTE)格式的像素时钟和系统时钟速率。

HTPS面板的最大分配频率为7 MHz, LCOS面板的最大分配频率为40 MHz。

表2列出了常见视频格式的HTPS和LCOS面板对应的最大沉降时间和所需输入通道数。LCOS面板的输入数据假定为帧加倍，因为像素密度太高，无法在不遭受串扰的情况下使用列或线反转。

驱动器工作频率不足导致与某些视频格式或类型的面板不兼容。兼容的驱动器必须能够在系统CLK频率下工作，并在所需的稳定时间内准确地提供所需的输出通道。过多的沉降时间或不匹配的输出通道精度将导致重影或不匹配的列对列电压水平，导致图像上的垂直线。

精度

给定像素的每个颜色分量的光强度取决于驱动器输出电平，这取决于数字编码的幅度。在给定通道、通道到通道、颜色到颜色之间的D/A转换和驱动器放大错误会导致强度和颜色值的错误;系统错误会产生令人讨厌的视觉效果，从而降低显示效果。驱动器输出的绝对误差与每个驱动器输出的均方根误差成正比。DecDriver的绝对误差指标包括所有误差，即DAC非线性、满量程误差、偏置误差、放大器偏置误差和通道匹配误差。

为了最好地关联图像伪影和驱动器误差，rms或差分误差电压VDE(图3)定义为:

V (DE) (n ) =   (1/2)[  V(出)(n) - V (OUTP) (n )  ]   -   [  V (FS)×(1 - n / 1023)]

在哪里

V(OUTN)(n)为INV高驱动时的输出电压
V(OUTP)(n)为INV低驱动时的输出电压
(1/2)[V(OUTN)(n) - V(OUTP)(n)]为输出的均方根值
(V(FS) × (1 - n /1023))为理想输出的均方根值
N是2(10)个输入码值中的一个
V(FS)为满量程输出电压

使传递函数偏离中点VMID的共模误差(图4)定义为:

V (CME) (n ) =   (1/2){     (1/2)   [ V (OUTN) (n) + V (OUTP) (n)] - V(中期)}

在哪里

(1/2)(V(OUTN) (n) + V(OUTP) (n))

为输出的直流平均值。

随着像素密度的增加(即间距减小)，共模误差导致串扰增加。

设备特征

AD8380是首款采用DecDriver架构的10位6通道器件，目前已投入量产。它的控制调节输出参考和满量程水平;其数字控制包括反转，右/左长，偶/奇数据，顺序和寻址锁存器长。

它从15v和3.3 v数字电源耗散550兆瓦，或每个通道小于100兆瓦。

参考输入和逻辑控制促进模块化设计与共同的输入和控制。SXGA和更高分辨率的投影系统已经在每个彩色面板上使用多个设备。已实现在额定温度范围内工作，输入数据时钟速率高达150 MSPS。

最大V(DE)误差小于±7.5 mV(或1.5灰度级)。如上所述，这包括由DAC非线性、失调和满量程误差以及放大器增益误差引起的所有误差。共模，或VCME，误差小于±3.5 mV(0.7灰度级)。参见图5。

输出放大器的稳定时间(图6)通常为35 ns至0.25%，对于5 v步进到150-pF负载。从表2中可以看出，这足以驱动具有HDTV分辨率的LCOS面板。

总结

在使用HTPS面板的商用12通道XGA系统的投影图像中，不可见垂直线或其他图像伪影。在这种1000流明输出的投影系统上可以观察到极好的色彩匹配，这是对传统系统的重大改进。通过消除集成在CMOS控制器、增益放大器和用于解复用的采样保持器上的dac之间的外部修整元件，减少了电路占用空间。输入逻辑选项和输出图像信号电平的集成控制使DecDriver IC成为一个完整的驱动电子子系统，直接接口。在CMOS控制器和液晶面板，进一步节省电路板面积。集成输出驱动放大器的卓越动态性能，加上快速的逻辑输入和输出精度，意味着多个DecDriver ic可以用于SXGA或UXGA投影仪实现更高分辨率的系统。类似的结果已经在SXGA LCOS面板上得到了证明，并且使用DecDriver架构的更高分辨率系统正在评估中。

脚注

关于像素，分辨率，格式，时钟速度等。

数字视频显示起源于小区域的网格，每个区域都被短暂地刺激以产生、传输或反射单独的电确定的光强度，该光强度在帧显示期间保留。这些区域被称为图像元素或像素。数字彩色显示系统包括三个像素源(红、绿、蓝或RGB)，它们的强度组合在一起以彩色照亮该区域。在单色显示的最简单形式中，首先按水平顺序照射上一行的像素区域，然后依次照射下一行的像素，以此类推，直到照射完最后一行的最后一个像素;然后扫描开始一个新的帧。

每行像素数乘以行数称为分辨率，水平像素与垂直像素的比率称为宽高比。在现实世界中，控制显示的电信号在每一行的末尾和每一帧的末尾都需要时间来执行指令，因此需要一些时间来进行额外的采样。因此，例如，在称为SVGA的标准计算机格式中，可见显示区域分辨率为每行800像素，每张图片600行，但理论上可能的样本数量为每行1056行，实际上每帧有632行。

对于一般人的视觉装置来说，为了使显示器显示出恒定的画面而不闪烁并显示连续的运动，每秒显示的帧数应至少为50帧，通常约为60帧。这个例子的一个简单计算将表明，定义图像的电信号必须能够以正确的强度800×600×60= 2880万像素每秒显示，并且每秒处理1056×632×60= 4004万个样本。这个巨大的数字被称为像素时钟速率。

表1比较了数字电视、数字化电视和计算机中使用的各种标准格式的分辨率和速度数字。它还显示了计算机格式和某些电视格式之间的一个关键区别:隔行。在标准电视中，完整的画面由两帧交错显示，每帧的线数减半;交替框架的线条相互交错以填充显示空间，依靠视觉的持续性来实现连续性。保留这些痕迹的格式需要的像素时钟速度只有系统时钟的一半。

表1。常见视频格式的像素时钟速率。

面板和像素

所需的D/A转换和驱动通道的数量取决于显示器的类型和视频格式。HTPS和LCOS每种颜色都需要多个通道，但较慢的HTPS显示器需要更多通道，HDTV, SXGA和UXGA需要6到多达24个通道，而LCOS显示器需要2到8个通道。6通道AD8380 DecDriver旨在满足在足够的稳定时间内驱动多通道10位数据的需求，并提供许多控制功能。表2显示了表1中每种格式的通道时间和沉淀时间要求。

表2。HTPS和LCOS面板的最大允许沉降时间，假设通道数。