去除液晶顯示器干擾信號的研究

摘 要：液晶顯示器的列數據線和行選擇線間存在寄生耦合電容，這樣會使在列數據線中產生的數據斜坡電壓被容性的耦合到每個行選擇線上，在其上產生寄生干擾信號，由此可能導致行選擇線的誤操作。為了避免這種現象的發生，本文提出了一種新型結構的液晶顯示器以及去除干擾的電路，有效的降低了干擾，改善了液晶顯示器的性能。

關鍵詞：液晶顯示器；干擾

中圖分類號：TN873 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01

液晶顯示器件（LCD）是本世紀初最有活力的電子產片之一。由于LCD具有低工作電壓、微功耗、體積輕薄、適于LSI驅動、易于畫面顯示、全色顯示性能優良等特點已被公認為媒體時代的關鍵器件。

一、典型的液晶面板的結構帶來的信號干擾現象

液晶面板是液晶顯示器的核心部件之一。行選擇線依序將每一行的TFT打開。首先打開第一行，讓列數據線同時將第一整行的像素點亮，充電到各自所需的電壓，顯示不同的灰階。當第一行充好電后，第一行關閉，把第二行打開，列數據線對第二整行的像素充電。如此依序下去，當充好了最后一行的電以后，又從第一行開始充電。液晶顯示器就是依靠這種方式，顯示出各種各樣的畫面。

液晶面板的列數據線和行選擇線是由有一定的寬度和厚度的金屬薄膜制作而成。列數據線和行選擇線在液晶面板上成90o的分布。因為它們之間有一定的垂直距離，所以它們并沒有交叉短路，而是有產生重疊的區域，這樣就形成了一個個的平板電容。由于平板電容的存在，列數據線和行選擇線之間會存在寄生耦合，平板電容是寄生耦合電容。在數據線中產生的數據斜坡電壓就會被容性的耦合到每個行選擇線上，并在其上產生寄生干擾信號，由此可能導致行選擇線的誤操作，影響液晶顯示器的正常工作。因此，典型的液晶面板的結構會帶來不可避免的信號干擾現象，需要進行改進。

二、消除信號干擾現象的新液晶面板結構

為了消除寄生干擾信號，新液晶面板結構如圖1所示：

和原有的液晶面板相比較，新的液晶面板多了兩條和列數據線平行的導線。導線分別位于所有列數據線的左側和右側。這兩條導線在液晶面板外連接到一個增益為-1的反相放大器上，左側的導線連接反相放大器的輸入，向放大器輸入干擾信號，右側的導線連接反相放大器的輸出，反相放大器反相放大的抗干擾信號輸出到右側導線上。新的液晶面板還多出了若干個TFT開關，通過開關把行選擇線和這兩條導線連接到一起。通過這種結構，當某一行選擇線為有效高電平的時候，這一行新加的TFT開關從關斷變為導通，這一行選擇線分別在液晶面板的左側和右側和導線相連，和反相放大器一起，構成了負反饋回路。數據線上產生的數據斜坡電壓被容性耦合到這一行選擇線上，在其上產生寄生干擾信號，干擾信號從行選擇線上加到左側的導線上，輸入到反相放大器中。反相放大器把干擾信號進行-1倍的反相放大，輸出到右側的導線上。這時反相放大器輸出的抗干擾信號就負反饋到這一行選擇線上，和其上的干擾信號相抵消，有效的降低了這一行選擇線上的干擾信號。同樣，其他的行選擇線為高電平時，也會通過它的負反饋回路降低它上面的干擾信號。經過一幀的掃描后，可完成對所有行選擇線上干擾的消除，從而實現了對液晶顯示器干擾信號的消除。

三、反相放大器的電路結構

反相放大器的電路結構如圖2所示：

圖2所示為反相比例運算電路，輸入信號V干擾信號1通過電阻R1加到集成運放的反相端，輸出信號V降干擾信號通過電阻R2反饋到反相輸入端，同相端通過電阻R3接地，因R3=R1//R2；R1=R2=10K，所以R3取值5K。引入負反饋后的電壓放大倍數為-1，V干擾信號1與V降干擾信號只是方向相反，大小卻相等。電容C1的作用是“隔直流，通交流”。V干擾信號中包括行選擇線的高電平直流電壓以及耦合到行選擇線上的交流干擾信號電壓。反相放大器只是把交流信號進行反向放大，對直流信號不起作用。為此，需要把行選擇線上的交、直流信號中的直流信號濾波掉，只是把交流信號加到反相放大器的輸入端。電容C1正是起到了這個作用。通過圖示的反相放大器，可以把干擾信號取反相，然后再加到行選擇線上，這樣就和行選擇線上的干擾信號相互抵消，達到了消除干擾的目的。

四、結束語

本文研究的是如何消除在液晶顯示器行選擇線上的干擾。通過把液晶面板進行簡單的改進，再加上簡單的降干擾電路，就可以克服液晶顯示器原有結構帶來的不可避免的干擾的問題。易于實現，操作簡單，可靠性高，而且降低了制作成本。

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