Первая в мире DMD микросхема или матрица была изобретена не так давно, в 1987 году. Ее создал ученый Ларри Хорнбек, работающий в компании DARPA, для решений различных задач Пентагона. Топ-менеджеры компании по достоинству оценили новую разработку и начали изучение коммерческого применения микросхемы.
Спустя 7 лет после изобретения мир увидел первый DLP-проектор с применением матрицы. Специалисты со всего мира оценили новую технологию как очень перспективную и с того времени DLP вытеснило все прочие технологии на второй план на рынке. Патент на DMD-чип выкупила компания Texas Instruments и до сегодняшнего дня является собственником микросхем, поставляя их мировым производителям.
Устройство микросхемы
Матрица формируется на кремниевом кристалле КМОП-памяти. Она состоит из большого количества микрозеркал из алюминия, которые могут менять свой угол наклона. Таким образом, они могут отражать или поглощать свет, передавая на экран светлые и темные точки.
Ремонт матрицы телевизора, замена боковых драйверов.
Стандартная технология использования кремния предполагает формирование матрицы запоминающих элементов. Размеры ее начинаются от 800х600, 1024х768 и больше, где выстраивается два слоя металлизации для соединения. Для ускорения доступа столбцы и строки разбивают на отдельные группы, каждая из которых управляется собственными дешифраторами и демультиплексорами.
В третьем слое металлизации собраны адресные электроды, а также шина смешения, на которой расположены посадочные зоны. Окантовку вокруг поля с микрозеркалами специально зачерняют. Это делается для того, чтобы избежать засветки вокруг экрана проектора, поддерживая высокое качество изображения.
Сам кристалл помещают в корпус с кварцевым стеклом, выполненный из металлокерамики. Для соединения контактных площадок кристалла с выводами корпуса используют проводники из золота. В самом корпусе также устанавливают специальное поле, которое будет отводить тепло от матрицы, защищая ее от перегрева.
В первых прототипах и моделях размер зеркал составлял 16×16 мкм, при этом они могли поворачиваться на угол в 10°. И это уже было достаточно много для того времени. Сегодня же размер зеркал в матрицах зависит от разрешения, а угол отклонения достигает 12°.
Зеркала крепят на торсионные подвесы, обеспечивая долговечность работы матрицы. Повороты зеркал осуществляются при помощи электростатики. Для подвесов используется сверхпрочный металл, который и гарантирует надежность технологии. Как оценивает сама компания Texas Instruments, работать такая микросхема может до 76 000 часов.
Как работает матрица
Состояние каждого пикселя изображения фиксируется в триггерах, специальных ячейках памяти. Именно они влияют на положение зеркал во время трансляции. Это происходит благодаря адресным электродам, которые подключают триггеры к микроструктуре.
Как приклеить шлейф ЖК матрицы. Восстановление шлейфа дешифратора. Пример телевизор ЖК BBK
Всю работу DMD-матрицы можно разделить на 6 состояний:
- Сброс. Микрозеркала притягиваются к электродам через импульс повышенного напряжения. Эта фаза защищает зеркала от “залипания” и предотвращает задержки в работе проектора.
- Освобождение. После прохождения импульса микрозеркала выстраиваются в одной плоскости, это состояние называют нейтральным положением.
- Дифференциация. На шину смещения передается промежуточное напряжение, которое выстраивает каждое зеркало в нужном положении, в зависимости от ячейки памяти.
- Приземление. На шину подается уже другой импульс напряжения, который ускоряет поворот зеркал, притягивая их к нужным электродам под максимальным углом наклона.
- Загрузка памяти. Зеркала в этой фазе не двигаются, а на ячейках памяти построчно обновляется информация.
- Готовность памяти. Во все триггеры последовательно загружена необходимая информация.
Фазы проходят попеременно, обеспечивая работу матрицы. Отразившись от зеркал, изображение через объектив проецируется на экран. Управление зеркалами осуществляется благодаря изменению напряжения в шине смещения. Оно регулируется микросхемами, которые размещают вне матрицы. Стоит отметить, что все зеркала в комплексе работают максимально синхронно.
Это обеспечивает динамику работы матрицы, которая может качественно передавать движение.
За более чем четверть века работы над технологиями компанией Texas Instruments сменилось несколько поколений матриц. Каждая новая разработка получает все больше улучшений, значительно повышая характеристики моделей. Компания не планирует останавливаться на достигнутом, и продолжает исследования и разработки, поставляя миру матрицы, которые соответствуют растущим требованиям потребителя.
Опубликовано 18.08.2021 4002 просмотра
Источник: hiteklamp.ru
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Матричный дешифратор ( рис. 15.28, а) основан именно на таких переключателях. Каждый сдвоенный канал состоит из верхнего канала, по которому домены могут поступать на выход, и нижнего, заканчивающегося аннигилятором доменов. [1]
Матричный дешифратор второй ступени требует 256 вентилей 2И — НЕ и 256 инверторов. Задержка дешифрации такой схемы будет равна 5 тср. [2]
Матричный дешифратор ( рис. 15.28, а) основан именно на таких переключателях. Каждый сдвоенный канал состоит из верхнего канала, по которому домены могут поступать на выход, и нижнего, заканчивающегося аннигилятором доменов. [3]
Матричные дешифраторы называют также прямоугольными дешифраторами. Рассмотрим, например, принцип построения матричного дешифратора на два входа. [5]
Матричный дешифратор имеет одну ступень дешифрации в виде матрицы из 2Х вертикальных шин, на которые подаются п прямых и п инверсных значений разрядов дешифрируемого слова, и 2 горизонтальных шин, пи-ход которых есть конъюнкция от 2Х переменных. [6]
Матричный дешифратор представляет собой систему, состоящую из 2 схем совпадений. Эти схемы описываются функциями логического умножения. С помощью анализа логических функций, каждая из которых представляет собой код операции, можно формализовать процесс синтеза диодного дешифратора. В отличие от матричного дешифратора сетка прямоугольного дешифратора является многоступенчатой. [8]
Матричный дешифратор представляет собою частный случай, описанный в предыдущем параграфе канонической двухступенчатой схемы. Вследствие того, что каждая из выходных функций имеет в этом случае единственную простую импликанту, вторая ступень в схеме отсутствует, а сама схема представляет собою простое объединение не связанных между собою схем, каждая из которых имеет в качестве своей выходной функции какую-либо конституенту единицы. [9]
Описанный матричный дешифратор обладает экономичной и простой схемой прсшивки проводами управления. Однако он предъявляет довольно высокие требования к прямоугольности петли гистерезиса сердечника. [10]
Описанный матричный дешифратор обладает экономичной и простой схемой лрошивкп проводами управления. Однако он предъявляет довольно высокие требования к прямоугольное петли гистерезиса сердечника. [11]
Полный матричный дешифратор для п переменных требует для своего построения ( п — 1) 2 двухвходовых совпадений. [12]
Матричные дешифраторы предварительной ступени могут быть построены с различным числом выходов, яо целесообразно матрицы делать приблизительно равноценными. В двух первых случаях для каждой матрицы необходимы три триггера адреса, а число диодов 6X618 в каждой матрице 6 и 6, или 5X315 в одной и 7X321 в другой при матрицах на 5 и 7 выходов. При матрицах, существенно несимметричных — на 4 и 10 выходов, необходимы два триггера адреса для первой матрицы и четыре триггера для второй. [13]
Тогда матричные дешифраторы будут содержать — 2т элементов И, а во втором каскаде содержится 2 элементов. [15]
Источник: www.ngpedia.ru
Дешифратор матрицы автокатодов
На данный момент существует несколько основных типов дисплеев, предназначенных для отображения электронными приборами той или иной информации. Это электронно-лучевые трубки, жидкокристаллические, плазменные, электролюминесцентные и светодиодные дисплеи. У каждого из этих приборов есть свои недостатки.
Большие размеры и мерцание экрана у электронно-лучевой трубки, маленький угол наблюдения картинки у жидкокристаллических, высокая цена плазменных. Поэтому вполне закономерными являются попытки поиска новых инженерно-технических решений в области создания индикаторов, совмещающих в себе только достоинства вышеперечисленных.
Возможно, такими индикаторами станут индикаторы на основе автокатодов. По крайней мере приблизительные теоретические оценки их характеристик подтверждают вышесказанное. Но для индикатора необходима электронная схема, предназначенная для обеспечения требуемых режимов работы и вывода информации на него.
Обычной является конструкция, тем или иным способом реализующая механизм динамической индикации. Это последовательный перебор строк и столбцов матрицы дисплея и поочередное зажигание выбранных пикселей с частотой, превышающей пороговую частоту видимости.
В электронно-лучевых трубках по матрице люминофора пробегает электронный луч, в жидкокристаллических многоразрядные мультиплексоры перебирают по очереди координаты пикселей. Основное преимущество принципа динамической индикации состоит в том, что не требуется огромное количество выводов (по одному от каждого пикселя), которые соединяют матрицу со схемой управления. Его недостаток – это наличие мерцания изображения из-за его непрерывного обновления. Физиологи считают, что глаз человека картинку, перерисовывающуюся чаще чем 30 раз в секунду видит как постоянную. Но вы никогда не замечали, что при работе со старыми мониторами, у которых частота развертки была около 60 Гц, быстро устают глаза?
На данный момент матрицы автокатодов состоят из довольно неоднородных по характеристикам элементов. Это приводит к различию в напряжении зажигания, однородности свечения, токе потребления. Из-за наличия таких неоднородностей реализация динамической индикации является не очень привлекательной из-за сложности согласования разных по параметрам пикселов. С учетом этих особенностей для управления матрицей из 75 автокатодов был спроектирован контроллер, обеспечивающий статическую визуализацию информации.
Спроектированный дешифратор для управления экспериментальной матрицей из 75 автокатодов включает в себя ПЗУ, блок управления передачей данных в регистры вывода, интерфейс с ЭВМ. Интерфейс с ЭВМ обеспечивает запись информации, выводимой на матрицу, в ПЗУ для ее сохранения там. ПЗУ организована страничным образом, в каждой странице – 128 бит (16 байт).
Общая емкость ПЗУ 8 кб, что эквивалентно 512 страницам данных. Данные, переданные в регистры вывода, поступают через высоковольтные ключи на автокатоды, индицируя заранее запрограммированную картинку. Вся цифровая логика реализована в ПЛИС CPLD фирмы Xilinx . Помимо ПЛИС в принципиальную схему (см. приложение) входит электрически перезаписываемое ПЗУ и электрически развязанная цепочка регистров сдвига, осуществляющая преобразование последовательной информации с ПЛИС в параллельную для вывода на матрицу индикаторов.
Источник: mipt.ru