Hallo Zusammen,
für ein projekt soll ich ein 7-Segment-LCD ansteuern.
Dieses LCD hat einen Bias und ein Duty von 1/3, das heißt dass ich drei
Commonleitungen habe und insgesamt 4 verfügbare Spannungen
(5V,3.3V,1.6V,0V).
Das man keine Gleichspannung anlegen darf hab ich verstanden. Ich habe
auch verstanden, wie ich mehrere Spannungspegel erzeuge und die dann auf
die Leitung gebe.
Mir gehts es rein um die anliegende Spannung am LCD.
In diversen Datenblättern habe ich gefunden, wie so ein LCD angesteuert
wird. Im Anhang ist auch ein Bild davon.
Meine Frage:
Wie in dem Bild zu erkennen ist, wird bei der Kombination COM0-SEG0
zuerst 1.6V(V1) und dann -1.6V. Aber warum? Müsste die im Bild markierte
Stelle nicht ganz schwach leuchten? Wenn nein: Warum? Ich lege ja
immerhin 1.6V an. Warum werden die Spannungspegel nicht so geschalten,
dass direkt 0V anliegen?
Kann mir da jemand weiterhelfen, der sich schonmal mit der Thematik
befasst hat?
Vielen dank im voraus.
Ist doch alles prima. Das LCD braucht Wechselspannung, und der
kontinuierliche Wechsel von +1,6 auf -1,6 am entsprechenden Segment hält
dieses aktiviert und gesund.
Inaktive Segmente haben im Prinzip den gleichen Pegel wie die
dazugehörige Backplane - theoretisch. In der Praxis haben Segmente eine
gewisse Schwellspannung, unter der sie nicht ansprechen.
He... danke für die schnelle Antwort.
Bei 1.6V (bzw. -1.6V) sollte das angesteuerte Segment aber nicht
leuchten.
Erst bei 5V sollte es angesprochen werden (so hab ich das verstanden).
Wenn ich jetzt davon ausgehe, dass das Segment bei 1.6V noch nicht
angesprochen wird, aber bei 5V angesprochen wird: Wofür brauche ich dann
die 3.3V? Die liegen nie am Display an.
Ich komm nicht dahinter, was das mit der Kurvenform auf sich hat.
Außerdem, warum man mehr spannungspegel benötigt, um eine höhere Anzahl
von segmenten ansteuern zu können?
Oh, sorry, das LCD ist also bei 1,6 Volt noch inaktiv. Dann dienen die
+/- 1,6 Volt nur dazu, dem inaktiven Segment trotzdem keine
Gleichspannung anzubieten. Wahrscheinlich ist es beim 3:1 Multiplex
nicht möglich, ein inaktives Segment ganz auf 0 Volt zu legen.
Was die Spannungspegel angeht... Die Grafik zeigt ja nur einen
Ausschnitt. Eigentlich müßte man sich diese Spannungsverläufe für jedes
Segment aufzeichnen, auch für die, die auf anderen COM-Leitungen liegen.
kein problem.
Aber vllt. kannst du mir beantworten, warum ich mehr spannungspegel
benötige, um mehr segmente ansteuern zu können. sollten 4
Spannungspegel nicht ausreichen für eigentlich unendlich viele Segmente
sein? nur die Zeit, zwischen dem ansprechen des jeweiligen Segmentes
sollte sich doch dadurch verlängern?
Ich versuche mal eine Erklärung:
Unbenutzte Segmente darf man nicht hochohmig schalten bzw. unbeschaltet
lassen, da sie sonst zum "Ghosting" neigen, also unkontrolliert mit
ansprechen.
Man muß also jedes Segment und jede Backplane aktiv ansteuern,
offenlassen ist nicht.
Dass man die segmente nicht in einem undefinierten zustand lasse darf
ist logisch, aber wieso ich deshalb genau auf vier verschiedene
Spannungspegel komme versteh ich nicht. Und wie sich diese
Spannugsverläufe zusammensetzten.
Da liegt bei mir noch der Hund begraben.
Die vielen Spannungen werden gebraucht, weil jedes Segment die Differenz
zwischen einer Backplane und einer Segmentleitung "sieht", und weil man
diese Differenzen unter Kontrolle bekommen muß, damit wirklich nur die
Segmente "leuchten", die man auch ansprechen will.
z.B. legt man in einer Phase die aktive Backplane auf 5V. Dann muß man
die jetzt aktiven Segmentleitungen auf 0V legen, damit die angesteuerten
Segmente 5V Spannungsdifferenz "sehen" und entsprechend sichtbar
reagieren. Was machen wir aber mit den anderen Backplane- und
Segmentleitungen? Die momentan unbenutzten Backplanes dürfen ja nicht
mehr als 1,6V von den 0V abweichen, sonst reagieren immer alle Segmente,
die an derselben Segmentleitung liegen, gleichzeitig. Und die
unbenutzten Segmentleitungen durfen um nicht mehr als 1,6V von den 5V
abweichen, sonst würden alle Segmente der aktiven Backplane ansprechen.
Ach ja, und zwischen den unbenutzen Backplanes und den unbenutzen
Segmentleitungen dürfen auch nicht mehr als 1,6V liegen.
Damit kommt man dann auf die vier Spannungen:
5V (aktive Backplane)
3,3V (unbenutze Segmentleitung)
1,6V (unbenutzte Backplane)
0V (aktive Segmentleitung)
Und weil das LCD ja Wechselspannung braucht, kommt gleich danach
dasselbe nochmal mit vertauschten Spannungspegeln:
0V (aktive Backplane)
1,6V (unbenutze Segmentleitung)
3,3V (unbenutzte Backplane)
5V (aktive Segmentleitung)
Und dann ist die nächste Backplane dran usw.
Die aktiven Segmente sehen jetzt also in jedem Zyklus zweimal 5V,
hoffentlich reicht das, damit sie ansprechen. Und an den unbenutzten
Segmenten werden wir die 1,6V nicht los, hoffentlich reagieren sie da
noch nicht sichtbar. Bei einem Dsiplay mit Bias 1:2 hätte man übrigens
mehr Spielraum zwischen der größten Spoannung, bei der noch nichts
passiert, und der kleinsten Spannung, bei der ein Segment anspricht;
entsprechend kommt man da mit einem Spannungspegel weniger aus (alle
momentan unbenutzten Leitungen liegen auf mittlerer Spannung).
Das ganze funktioniert also nur, weil die Flüssigkristalle nichtlinear
reagieren: bei 1,6V reagieren sie eben noch gar nicht, und nicht ein
Drittel so stark wie bei 5V. Aber das ist beim Multiplexen immer so:
LEDs sind ja auch nichtlinear (in die eine Richtung leiten (und
leuchten) sie, in die andere nicht), deswegen eignen sie sich zum
Multiplexen.
Bei der Gelegenheit eine Behauptung: Glühbirnen sind zwar auch
nichtlinear, aber falschherum (bei kleinerer Spannung fließt ein
unverhältnismäßig höherer Strom); deshalb kann man sie nicht
multiplexen. Oder weiß jemand ein Gegenbeispiel?
Spannungspegel.jpg
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