较老式的计算机系统通过4根75Ω同轴电缆把RGB（三原色）视频和复合同步信号输送到150英尺外的RGB彩色监视器。如需升级，用于替换的VGA视频卡可直接驱动VGA监视器的内部端接部件带来的 75Ω负载。但是，VGA标准使用单独的水平和垂直正向同步信号。向原始电缆添加一根额外的同轴电缆来承载单独的同步信号，这是一种困难并且成本很高的建议。一个明显的解决方案就是把单独的同步信号组合到一种复合格式中。图1中的组合器电路很简单，成本很低，并且可用随时供货的备件来迅速组装。

在工作时，两支1N4148二极管D1和D2把VGA信号的5V逻辑电平垂直同步脉冲衰减1.4V，而二极管D3和D4组成二极管逻辑“或”门，来组合垂直和水平同步脉冲。产生的输出信号包含一个大约4.3V的水平同步信号，该信号被叠加在2.9V垂直同步信号上。

　　在接收端，一个电容性耦合高通滤波器提取水平同步信号，而一个简单的RC（电阻器/电容器）低通电路则从直接耦合的垂直同步信号中除去水平同步脉冲。晶体管Q1和Q2放大恢复的水平同步脉冲，而晶体管Q3和Q4则放大垂直同步脉冲。电路的相应输出由干净的
同步脉冲组成，它们非常接近原始脉冲，并为工作在640×480像素分辨率的VGA监视器提供极稳定的同步脉冲（图2）。

出人意料的临时停电常常使人们陷入完全黑暗之中。不论是医院、剧场或家庭，这种情况都需要可自动启动的紧急照明系统。首选的紧急照明光源是白光LED，作为白炽灯的一种紧凑且高功效的替代品，该产品正在得到普及(见图)。

D1和D2实现对交流电压的整流，D3把得到的直流电压限制在5V左右。当交流功率消失时，M1门上的电压(通常为5V)下降到0并导通M1，M1把功率从电池发送到光检测器部分。

R2是一种镉硫化物光电阻，在从白天到黑夜的光亮度变化范围内，该电阻从千欧级变化到兆欧级。R1用于调节光亮度阈值。在光线昏暗时，U2输出逻辑高电平并向基于U3的定时器部分供电。U3导通M2和M3，M2和M3导通U1和LED。

同时，电路向C1充电。当C1上的电压达到VCC/2时，定时器终止并关断M2进而关闭LED以节省电池能量。如果C1为100µF，该LED在黑天停电后大约保持10分钟，如不希望限时可通过闭合S1来导通LED。

在正常供电时电池的泄漏电流约为1µA。典型的AA号电池的容量约为2000mA小时，在泄漏电流为1µA时待机时间超过200年。在停电且定时器已终止的工作期间，对于图中所示的R1-R2数值，待机电流约为7µA，即使按这个泄漏率计算，待机寿命也超过典型电池10年保存期限的3倍。从交流电源拽取的电流约为6µA，或者说，120V交流电压下电流低于1mW，而从电池拽取的电流约为100mA(当LED导通时)。

对于引脚数较多的白光LED驱动器或大电流电荷泵，在设计印刷电路板(PCB)时需要注意一些事项，本文以MAX1576为例讨论了相关的设计指南和布板规则。
对于MAX1576白光LED电荷泵，在线路板布局中需要遵循以下规则：

所有的GND和PGND引脚直接连接到IC下方的裸露焊盘(EP)。

输入、输出和飞电容最好使用电解质为X5R或性能更好的陶瓷电容。低ESR对于大电流输出、低输入/输出纹波和稳定性非常关键。

为避免IC偏置电路的开关噪声，需要在尽可能靠近输入和地引脚的位置放置输入电容(CIN和CINP), 电容和IC之间最好没有过孔。

如果有独立的GND与PGND和/或IN与PIN引脚，则IC包含有独立的电源和偏置输入。如果这些引脚不是紧靠在一起，则需要两个输入电容：从PIN到PGND的CINP和IN到GND的CIN，每个电容都要尽可能靠近IC放置。这种情况下，PIN和PGND应该分别接到系统电源和地层，而IN和GND则就近连接。PCB电源线首先进入CINP和INP，然后通过一些过孔连接到CIN和IN，在IN端提供一定的输入噪声滤波。PGND和GND应该通过裸露焊盘连接在一起。

为了确保电荷泵稳定工作，需尽可能靠近OUT引脚放置输出电容，COUT。COUT的地端接到最近的PGND或GND引脚，或者是裸露焊盘(EP)。

为保证电荷泵的地输出阻抗，飞电容(C1和C2)要尽可能靠近IC安装。如果无法避免使用过孔，最好使其与C1和/或C2串联，而不要与CIN或CINP串联，因为飞电容对器件的稳定性没有影响。

任何基准旁路电容的接地端(MAX1576没有该引脚)或设置电阻的接地端(MAX1576的RM和RF)应接GND引脚(与PGND相对)。这有助于降低IC模拟电路的耦合噪声。

裸露焊盘(EP)可以选择使用大过孔，有利于检查焊接点，也便于用烙铁从PCB上拆除IC。

逻辑输入可根据需要布线，与LED连接。这些引线上的过孔不会引起任何问题，因为这些输出端的电流是稳定的。但须注意，如果这些引线靠近敏感的射频电路，引线上的纹波可能会对RF电路产生影响。

在很多利用光来控制一个过程的应用中，维持恒定的光强度至关重要。有些系统采用简单的LED或激光二极管作为光源，但是随着时间的推移，即便最初校准得很好的光源也会变差。随着LED的老化，其电流-发光转换比率会降低，发光强度也会变弱。要长期保持工厂设定的发光强度需要一个控制电路来监控发光状况，并控制供给光发射器件的电流以保持输出恒定。这种配置适合以下应用：用于精确光强度测量的光强度测定应用、针对伺服系统精确光定位的控制应用，以及光参考测试设备等。图1所示为这种系统的组成示意图。

光电二极管特性

硅光电二极管跟PN结二极管的结构类似，只不过前者的P层有点薄。P层厚度可进行调整以使光的波长能被检测到。跟其它二极管一样，光电二极管也有电容，电容大小与加在其上的反偏压成正比，典型值范围为2-20pF。

光电二极管有正极和负极，可工作于正向模式(电流从正极流向负极)或反向模式(电流从负极流向正极)。当光电二极管工作于反向模式(正极为负)时，在某一给定频率上其发光线性特别好，这在设计控制电路时尤其有用。

原型设计

在图2中，一个原型电路用于分析带运算放大器的控制环。该电路驱动一个PNP晶体管，晶体管再给LED提供电流来产生光源。LED所发出的部分光会照到光电二极管上，再转换成很小的电流，一般只有10μA左右。在这种情况下，光电二极管工作于反向模式。因此，当没有光照时，光电二极管内除漏电流(也称“暗电流”)外什么也没有，而放大器处于过载状态。这时将从基极吸收被连接于基极的电阻限制的电流，该电阻使晶体管最初处于饱和状态。一旦电流开始流经晶体管，LED或激光二极管就开始发光。光电二极管将部分光能转换为电流，流过RG。随着电流的增加，RG两端的电压降也随之升高。当该电压接近VBIAS(图2中接到地)时，控制环就封闭以保持正确的晶体管驱动电压以及恒定的LED电流，从而维持恒定的光强度(或光电二极管电流)。这就是基本的电路DC分析。

图3给出了该电路的一个实例，它采用国家半导体公司的LMV2011精密运算放大器。参考电压由该公司的LM4041-1.2器件产生，它提供固定的1.225V参考电压，该器件的电流设定为约10mA，正处于其工作范围的中间。

VBIAS由两个精度为1%的电阻产生，电压值设定为约1V。VREF和VBIAS之间的差值除以RG，就可得出控制环封闭的光电二极管电流。要注意的是，VBIAS须小于VREF，否则电路不能工作。如果光电二极管电流为10mA，那么RG应该为0.2×10E-6或20.0k。
采用一个4.7k的电阻来限制PN200A PNP晶体管基极电流，该电阻将电流限定在1mA左右。该晶体管的(值约为100，因此它所提供的最大电流约为100mA，这已经超出小型SOT-23封装的散热范围。为防止晶体管的过高热量，将一个限流电阻与LED或激光二极管串联，使该二极管达到最大工作负荷，从而限定晶体管集电极的电流。如果需要更大的电流，则须选用集电极电流大的晶体管，而且要采用SOT-223等较大的封装。为了限定电路带宽以维持稳定性，选用一个15pF的电容与光电二极管电容并联(在1.2VBIAS时其电容大小也约为15pF)，从而将放大器的工作频率限定在250kHz左右。

在最基本的层面，LCD显示器通过所使用的技术相互区分。DSTN LCD仍只存在用于笔记本电脑中。大多数独立的LCD显示器采用TFT技术。这种显示器具有好的对比度、令人满意的亮度和宽视角，图像的刷新速率通常也能实现电影的回放。

超级TFT(S-TFT)是在IPS基础上新开发的技术，它可以在所有的方向、以非常宽的视角(超过60度)观看。但S-TFT比TFT慢，因此只能在有限范围内用于需要运动图像的应用中。这两者之间的空缺现在被新的MVA显示器填补，这种显示器刷新速率足够用于视频，并提供稳定亮度的画面、满对比度，即使在边沿也没有色彩失真。阻碍MVA显示器推广的不利因素包括价格高以及再现图像的深黑部分时表现不佳，这可能影响电子图像的处理或者对印前(prepress)工作造成妨碍。

Ambix技术保护已有投资

LG电子、NEC、三菱和其它制造商最近为他们的客户提供了一种非常特别的接口，在其显示器中既集成了模拟VGA接口又集成了数字DVI接口。NEC的技术“Ambix”也可用在CRT监视器中，这种技术被特意设计成已有衔接计算机系统与带标准数字视频输出的下一代系统的桥梁。相对于显示器而言，PC的使用寿命一般更短，因此Ambix技术可对用户投资起到真正的保护作用。例如，那些不想将他们的计算机转换到数字图形卡或者依然需要用他们的模拟图形卡来连接大屏幕CRT显示器的用户，会发现决定选择哪一种屏变得更容易。同时，同样的显示器可以卖给拥有数字图像卡的用户。这种解决方案更进一步的优势就是，如果用户的模拟图像卡后来被数字卡替代，仍可以继续使用相同的显示器。而且，这个显示屏还可以由两台计算机同步操作，其中一台是模拟输出，一台是数字输出。

告别彩色校准：SRGB

SRGB是一种开放的行业标准，是由惠普和微软公司开发的。很多程序支持这个标准，例如Windows 2000、Corel 8.0、Adobe Photo Shop等等。SRGB是互联网上的标准色彩空间，但扫描仪、数码相机、投影机、打印机和DVD，当然还有监视器也支持该标准。甚至LCD显示器，像来自NEC和三菱的一些机型，也支持这种方便的标准。通过这种方式，就可能在Windows 2000环境下或SRGB外设中准确再现色彩。这样一来，不管输出设备是什么，无需昂贵的色彩校准、色彩测量仪器和专业的软件，个人和半专业性的用户也可以在任何时候获得完全相同的图片和视频色彩再现。

6轴色彩控制

采用新的6轴控制，不仅可以控制LCD显示器的红、绿、蓝基本色彩，而且可以控制蓝绿色、红紫色和黄色。通过这种方法，当需要选择所需的色彩空间，或者将其适配到LCD的物理特性的时候，不需要缩减色彩空间的大小，甚至整个LCD可能的物理色谱被推入到所需的范围。此外，采用6轴色彩控制，用户可以通过准确控制个别的色彩部分来实现个别色彩校正，且不会影响图像中的其它色彩。为了这个目的，目前图像中已实现了一个分离的可调节的色调选择。

Toro设计替代全能的监视器

LCD一个很大的优势是重量轻，但并不是每一个厂商就因此而使用它。NEC的Toro-Design就有所不同，该监视器不仅不受安装支架和水平或垂直悬挂的限制，而且还能在支架上旋转。因此，屏幕可以设置成风景或者肖像位置格式，图像自动地变换到相应的格式。在肖像模式下，DIN A4页面的尺寸正好符合15英寸LCD，对于各种文本处理或者版面设计来说是很理想的先决条件。通过自由可选的监视器格式，表格也可以得到最佳地呈现。对于印前和排版部门，Toro-Design避免了必须购买昂贵的特殊高规格监视器，即所谓的全能监视器。

TFT显示器的质量决定特性

首先，LCD的特征尺寸是对角线，目前市场上有15英寸到21英寸的机型，通常仅作为原型机的特大型尺寸TFT除外。视角也很重要，对于真正好的显示器来说，可以在所有方向上达到80度的视角，而且没有质量劣化，尽管通常亮度会有所降低。当前的设备可以达到200cd/m2的亮度和300:1的对比度。

上市的15英寸设备绝大部分分辨率为1,024×768像素，18英寸为1,280×1,024像素。显示器必须进行近似-插入-更低的分辨率。这通常导致严重的失真，而且对于不同产品类别和厂商，结果差别很大。像素故障也有很大的差异，因为每个TFT显示器由至少236万个子像素或者晶体管(15英寸)组成。制造时像素损坏几乎是不可避免的，不合格率非常高。少于10个故障像素点的LCD可以上市销售。这里的质量差异主要取决于故障像素的数量、位置、色彩以及像素故障的集中度。

显示器是否满足TCO99或ISO 13406-2(ISO9241的LCD版本)也很重要。这些非常重要的标准对辐射安全性和人体工程学制定了严格的要求。获得这些标准标识授权的产品型号能满足最高的标准。

同时，USB外设已经十分普遍，TFT显示屏应该能提供这样的接口。除此之外，很多型号甚至提供带集成喇叭和麦克风的所谓多媒体配置。然而，这通常会牺牲显示器的扁平度。特别是平板显示器不仅更具审美感，而且更轻，具有很强的可移动性，使用起来可以更加灵活。如果电源也集成到显示器内(还不普遍)，用户就不必为常常有大量的电缆而烦恼。

对于那些需要捕获光脉冲甚至其颜色的设计工程师来说，图示电路提供了一个无需投资数百美金的解决方案。虽然LED通常被用作显示，但它反过来可捕获光并且输出一个小电压。在明亮的白光下，有些LED可以输出1.0 V以上的电压。

LED可凭自身的发光颜色区别其它颜色。绿光LED会产生一个带有绿色光源的电压输出，但几乎不会产生带有红色光源的电压。如果你需要确定是否检测了错误颜色，则可方便使用这个方法。要注意的是LED虽然本来就具有所有颜色的光源，但它并不能区别白光。

将LED1的电压反馈给控制设定点的比较器U1(LM2902)，而设定点是电路确定有效光脉冲的地方。设定点通过电位计R4(一个简单的电压分压器)控制。U1的输出随后被输到U2(74HC04逻辑反相器)，然后被反馈给U3，以触发单稳电路。

U3(LM556)是555定时器电路系列中的一个双定时器IC，支持两个有效触发，并由电阻R1和电容C1的时间常数b决定。引脚5的输出可以提供或吸收200mA电流，并可轻松地驱动一个LED或继电器。

图：利用工作在反相模式的LED1来捕获光并输出小电压，这个电路能区分不同颜色。

单稳态具有能保持脉冲的有点，可为验证LED电路是否有输出提供足够时间。因此对保持脉冲很有意义。捕获这种事件的能力提高了测试某些可能对脉冲时间没有控制的LED电路的能力。