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铁电薄膜空间光调制器驱动电路的研究

罗菊华  
【摘要】: 随着近年来铁电薄膜技术的发展与成熟,铁电薄膜开始应用于光电子学和集成光学方面。基于铁电薄膜的空间光调制器因具有集成度高、响应速度快、抗光损伤、分辨率高等优点在光相控阵、全息显示等领域具有广泛的应用前景。与此同时,铁电薄膜空间光调制器的发展离不开与之配套的驱动电路的研制。论文阐述了铁电薄膜空间光调制器所用的铁电材料的电光特性及器件结构,研究了其显示原理,并和液晶空间光调制器的驱动原理进行比较,采用现场可编程技术来完成铁电薄膜空间光调制器驱动电路的设计。 论文主要研究结果如下: 根据铁电薄膜电光特性及器件结构特点设计出铁电薄膜空间光调制器的驱动电路,主要包括视频显示接口模块、模数转换模块、数据存储与控制电路、数模转换模块、电平转换电路、灰度级电压产生电路模块等六个模块。利用Protel99SE软件,完成了驱动电路原理图设计及4层PCB板的设计、装配和驱动电路系统的调试。 研究了驱动电路系统硬件设计和软件设计,用Verilog HDL语言编写代码,使用Altera FPGA开发工具Quartus II进行仿真验证并下载到FPGA,同时实现了时钟发生器、数字伽玛校正、I2C总线、存储器、控制信号发生器等模块的功能。用数字技术取代传统模拟技术,在FPGA内部实现了时钟发生器芯片、伽玛校正芯片、锁相环芯片、存储器芯片等模拟专用IC的功能。 采用现有的液晶空间光调制器来调试验证整个驱动电路系统,得到质量很好的显示图像,达到了设计目标。 该驱动电路不仅适用于铁电薄膜空间光调制器,其最明显的优点是具有很好的移植性和通用性,稍作修改就可以用到不同规模不同种类的平板显示器件上。


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