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场致发射显示器FED(Field Emission Display)是基于传统CRT显示器技术发展而来的,一种未来有前景平板显示技术。它继承了传统CRT的优点,相比于液晶显示器,在亮度、分辨率、视角和颜色再现方面有着优良的性能,同时具有液晶显示器轻薄便携的特点,特别是近年在材料、工艺等方面的研究取得的进步,促进了FED的发展,得到了研究人员的普遍关注。 一般来说,显示系统从功能上都可分为显示器和驱动电路两部分,显示屏是不可或缺的部分,同时,驱动电路也起着非常重要的作用。特别是在FED显示系统中,它的优劣极大影响着显示器的显示性能,而且,驱动电路的成本在总成本中占有相当的比例。由于FED显示器的无需TFT阵列和放电维持,以及较高驱动电压,现有的其它平板显示系统的驱动方法,例如LCD,PDP等,都不能直接适用于FED显示系统。本论文是在研究场致发射平板显示器驱动技术的基础上,寻求一种可靠、优良、集成的FED显示系统的驱动方法。 本课题主要研究基于FPGA和集成数字A/D芯片来构建FED驱动系统,同时改善了FED显示器的图像显示质量。首先,对与现在FED显示器驱动系统的常用方法,进行了分析,发现了现在普遍的问题是FED驱动电压较高和图像内容的选取。对于FED驱动电压较高,现今发展成熟的低压平板显示器驱动器无法驱动的情况,本课题采用了高电压的驱动器,同时带来的问题是高电压驱动器没有集成灰度控制,本课题需要在FPGA程序中做出灰度控制单元。为了便于FED显示器图像的控制,采用了集成A/D芯片,接收个人计算机上的图像做为显示图像源,方便调试和控制图像内容。 本文首先介绍了场致发射显示器的发光原理和技术基础,场致发射技术应用在显示器上的研究现状,然后介绍了驱动系统的相关理论基础。对于前所述的问题,本课题采用了FPGA做为主控芯片,程序上做出相应的灰度模块,同时采用了A/D芯片来对模拟图像做模数转换,再由FPGA接收进行处理。接着论文详细介绍了FED驱动系统硬件组成的各个模块,电源模块,A/D芯片模块,SRAM模块和FPGA模块等,然后介绍了FPGA程序上的操作,包括包括A/D芯片参数设定,数据暂存,设计行、列芯片所需要的时序等等。本论文重点介绍了灰度的实现方法,设计FED的灰度工作方式。本课题设计并制作完成了整个640×480分辨率,256级灰度的视频显示FED驱动系统。整个过程在QUARTUSⅡ,Altium Designer等开发环境中设计完成。