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【24h】

Extended Parallel Pulse Code Modulation of LEDs

机译：LED的扩展并行脉冲编码调制

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We introduce an alternative to pulse width modulation (PWM) for LED intensity control called "Extended Parallel Pulse Code Modulation." Whereas PWM typically requires a microcontroller with a dedicated hardware PWM controller for each channel, we can easily implement pulse code modulation (PCM) in firmware. We show that the spectral content of PWM and PCM signals is equivalent, and so there is no disadvantage from an EMI perspective for circuit or cabling design. We next introduce a PCM-based algorithm that enables a single microcontroller to drive up to one hundred LED channels in real-time with 8- to 12-bit resolution. This parallel PCM technique is suitable, for example, for LED backlighting of video displays and LED-based theatrical lighting systems. Depending on the application, we can implement the algorithm in firmware or in hardware with a field-programmable gate array. A modification of the algorithm takes advantage of the characteristics of the Ferry-Porter law for visual flicker to reduce the modulation frequency. This extended parallel PCM technique relies on the principle of temporal dithering (adapted from digital audio techniques) to reduce quantization errors in the LED intensity signals.
机译：我们介绍了一种用于LED强度控制的脉冲宽度调制（PWM）替代方案，称为“扩展并行脉冲编码调制”。 PWM通常需要为每个通道配备带有专用硬件PWM控制器的微控制器，但我们可以轻松地在固件中实现脉冲编码调制（PCM）。我们证明了PWM和PCM信号的频谱内容是等效的，因此从EMI的角度来看，电路或电缆设计没有任何不利之处。接下来，我们介绍一种基于PCM的算法，该算法使单个微控制器能够以8至12位分辨率实时驱动多达一百个LED通道。这种并行PCM技术适用于例如视频显示器的LED背光和基于LED的剧院照明系统。根据应用的不同，我们可以在固件或具有现场可编程门阵列的硬件中实现该算法。该算法的一种修改利用了Ferry-Porter定律的特性来实现视觉闪烁，从而降低了调制频率。这种扩展的并行PCM技术依赖于时间抖动的原理（适用于数字音频技术）来减少LED强度信号中的量化误差。

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