單片機硬體進階心得8:用電壓跟隨器改進VCOM電源電路

串口屏的那些事兒 發佈 2024-03-06T13:19:40.613254+00:00

前幾篇文章中,分別從不同的角度分析敘述了輸入、輸出阻抗。「輸入阻抗無窮大、輸出阻抗無窮小」的結論是理想追求。實際應用中,如果我的電路輸入阻抗就是很小、而輸出阻抗就是很大,我該怎麼辦呢?先分析上一篇文章中提到的很多8寸串口屏客戶踩過的一個坑。

前幾篇文章中,分別從不同的角度分析敘述了輸入、輸出阻抗。「輸入阻抗無窮大、輸出阻抗無窮小」的結論是理想追求。實際應用中,如果我的電路輸入阻抗就是很小、而輸出阻抗就是很大,我該怎麼辦呢?

先分析上一篇文章中提到的很多8寸串口屏客戶踩過的一個坑。我們接到過很多客戶反饋,說自己用了某個品牌的8寸串口屏,夏季調好的對比度、冬季就看不清了,冬季調好的對比度、夏季又看不清。

經過一番分析後,發現問題就是出在VCOM驅動電源電路上。這款8寸串口屏使用的液晶屏因為設計上的缺陷,導致VCOM驅動電源的電流隨溫度變化而變化。常溫下電流依然約為10mA,但是在-20度到+50度的溫度變話範圍內,電流在10mA-20mA範圍內變化。

也就是該款液晶屏的VCOM驅動電源為3.8V、電流為10mA~15mA範圍。因為VCOM電流是在10mA~15mA範圍內變化,對應等效為VCOM輸入阻抗為253歐姆~380歐姆範圍變化。此時,繼續沿用圖1所示的經典VCOM電路,得到的VCOM電壓也不再是穩定的3.8V,而是隨季節的變化在3.45V~3.8V間變化。所以就導致了顯示畫面對比度隨季節變化而變化。

圖2所示為優化後的電路,將運算放大器連接成電壓跟隨器電路,串接在分壓電阻和液晶屏VCOM輸入引腳之間。利用了運算放大器的「輸入阻抗無窮大、輸出阻抗無窮小」的特性,調節了圖1電路中的輸入、輸出阻抗。

對於A點信號來講,輸入端為運放+極,所以輸入阻抗無窮大。此時,A點電壓直接由電阻R1、R2分壓所得。若VA=3.8V、R1=100歐姆,計算得到R2=316歐姆。因為U1連接成了電壓跟隨器,所以VB=VA=3.8V。

對於B點信號來講,輸出端為運放的輸出引腳,所以輸出阻抗無窮小。所以無論VCOM輸入阻抗如何變化,VB都可以穩定輸出3.8V電壓,顯示畫面對比度就可以保持穩定狀態。

本案例中,使用電壓跟隨器來解決輸入阻抗很小、或者輸出阻抗很大的問題。也是解決本文開篇中提出的問題的一般做法。在很多傳感器輸出埠上,增加電壓跟隨器的電路,其作用也是如此。

關鍵字: