亮度

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LED一般是恒流点亮的，如何改变LED的亮度呢？答案就是PWM控制。

在一定的频率的方波中，调整高电平和低电平的占空比，即可实现。

比如我们用低电平点亮一个LED灯，我们假设把一个频率周期分为

10个时间等份，如果方波中的高低电平占空比是9：1，这是就是一

个比较暗的亮度，如果方波中高低电平占空比是10：0，这时，

全部是高电平，灯是灭的。如果占空比是5：5，就是一个中间亮度，

如果高低比是1：9，是一个比较亮的亮度，如果高低是0：10，这时

全部是低电平，就是最亮的。

模拟调光控制法

包括计分板和道路标志在内，简单的文字数字显示器只有全亮／熄灭或是

开启／关闭两种亮度，全彩视频则须在全亮和熄灭之间显示许多不同亮度。LED

亮度控制方法可分为模拟调光和PWM调光两种。模拟调光通过改变LED电流来

调整亮度，例如20mA正向电流如能让LED产生最大亮度，那么当正向电流降

为5mA时，即可将亮度调整为25%。简单的模拟调光机制已能满足低阶显示器

要求，然而其缺点在于LED会随着正向电流改变而产生色偏现象。图1显示一

颗“真正”绿光LED颜色随着正向电流而改变的情况。这颗LED的最大亮度规格

电流为20mA，当其亮度通过模拟调光减少为25%时，其色谱也会从525nm偏

移到531nm，这种色偏移程度显然不可能被要求真实色彩的高画质显示器接

受。

PWM调光控制法

PWM调光通过开启和关闭LED来改变正向电流导通时间以达到亮度调整效

果，这种技术既能降低亮度，又能精确再现真实色彩。由于LED都是以最大电

流导通，因此不会出现模拟调光技术的色偏移问题。开关动作虽可能造成灯光

闪烁，但只要频率超过100Hz就可让人眼无法察觉。我们的眼睛可平均LED的

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导通和截止时间，以造成LED变暗的感觉，其亮度则与LED导通负载周期成正

比，例如让LED以25%的最大电流导通时间就能产生25%的亮度。

脉冲导通电流可在不影响色纯度的前提下提供精确亮度控制，图2给出了

模拟和PWM调光技术将20mALED亮度调整为25%的比较。

PWM调光让每颗LED都能产生许多亮度，它们通常被称为灰阶。LED在任

何时间所能提供的灰阶总数则为其亮度分辨率；高画质显示器需要数十万种亮

度阶数才能精确地再现全动态视频所需的全色谱。TI等半导体制造商现能提供

12位脉冲宽度调制的LED驱动器来满足这项要求，其12位分辨率可为每颗LED

提供212=4,096种灰阶。彩色显示器的每个像素由红光、绿光和蓝光LED组

成，只要调整它们的脉冲电流并将其色彩混合，每个RGB像素就能产生最多

687亿种的颜色。