過去的一年是中國的手機(jī)行業(yè)發(fā)生深刻變化的一年,傳統(tǒng)的功能手機(jī)市場急劇萎縮,而智能機(jī)和類智能機(jī)成為行業(yè)新寵,并在未來會逐漸成為市場主流。
另外,3G時(shí)代重應(yīng)用,大屏幕的智能機(jī)和類智能機(jī)的走俏也順應(yīng)了這一趨勢,對于視頻、動(dòng)漫游戲、手機(jī)閱讀等應(yīng)用來說,大屏幕成為必不可少的配置,從用戶的使用體驗(yàn)來看,3.0~4.3英寸是比較適合的屏幕尺寸,這個(gè)尺寸的LCD屏一般需要5~10顆WLED來為其提供背光光源。另外手機(jī)LCD屏尺寸變大的同時(shí),SLCD屏、AVS屏、IPS硬屏等高清高亮屏不斷出現(xiàn)并逐漸成為智能機(jī)和類智能機(jī)的標(biāo)配。分辨率的提升可以讓顯示的畫面更細(xì)膩,而亮度的提升可以使屏幕的畫面更加通透,讓用戶感覺屏幕的色彩表現(xiàn)更加出色。提高亮度通常需要增加更多的背光WLED來實(shí)現(xiàn)。對于3.7英寸的LCD屏來說,普通200流明的亮度可能只需要6顆WLED背光,但高亮屏需要300流明或者500流明的亮度,就需要7顆甚至8顆 WLED背光。
如何為智能機(jī)和類智能機(jī)選擇合適的背光驅(qū)動(dòng)方案,是設(shè)計(jì)人員當(dāng)前和未來需要考慮的問題。手機(jī)背光驅(qū)動(dòng)芯片按架構(gòu)分主要有:自適應(yīng)電荷泵升壓型、低壓降恒流型和電感升壓型等,不同的架構(gòu)有各自的優(yōu)缺點(diǎn),智能手機(jī)中一個(gè)比較重要的問題就是噪聲輻射問題。
手機(jī)系統(tǒng)是在一個(gè)狹小的空間內(nèi)集成度非常高的系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)各模塊之間的互相干擾一直是讓廣大設(shè)計(jì)人員頭疼的問題,也是背光驅(qū)動(dòng)模塊碰到的最難解決的問題。如果設(shè)計(jì)考慮不充分,背光驅(qū)動(dòng)模塊工作時(shí)可能會產(chǎn)生一些噪聲輻射而干擾到射等頻模塊信號的靈敏度,比如會干擾手機(jī)信號的靈敏度或者影響GPS導(dǎo)航信號的靈敏度,干擾嚴(yán)重的可能會出現(xiàn)手機(jī)信號掉網(wǎng)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)找不到導(dǎo)航衛(wèi)星的問題。
表1.不同類型背光驅(qū)動(dòng)的噪聲輻射
這三種背光驅(qū)動(dòng)類型中,低壓降恒流型架構(gòu)由于是線性電路,幾乎不會產(chǎn)生噪聲,自適應(yīng)電荷泵型背光驅(qū)動(dòng)和電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)的電源、地線和輸出等大功率信號的波動(dòng)會通過PCB的寄生產(chǎn)生耦合噪聲,這些耦合噪聲可通過在芯片設(shè)計(jì)時(shí)芯片內(nèi)部關(guān)鍵的大功率信號的信號沿的處理和外部的耦合電容將耦合噪聲減小對系統(tǒng)其他模塊的影響至最小。
電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)的電感上產(chǎn)生的EMI輻射噪聲是最嚴(yán)重的噪聲輻射,而且很難通過背光驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)部處理或者外圍器件來減小的,手機(jī)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)需要將射頻模塊遠(yuǎn)離電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)模塊。部分設(shè)計(jì)人員為了減小電感的EMI輻射影響,會將電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)及其外圍器件包括電感都放在屏蔽罩內(nèi),這樣雖然能減小EMI輻射的影響,但電感的高度會增加屏蔽罩的高度,對設(shè)計(jì)超薄智能機(jī)帶來很大難度。
從噪聲輻射影響的角度來看,低壓降恒流型背光驅(qū)動(dòng)的噪聲性能最優(yōu),自適應(yīng)電荷泵型背光驅(qū)動(dòng)噪聲性能次之,而電感升壓型背光驅(qū)動(dòng)的噪聲性能最差,設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。