LED显示屏原理及调试技术
第一章原理篇
第一节并行灯板原理
1. 灯板驱动原理
图1 讲的是如何才能让一颗LED 灯点亮，我们知道红灯的Vf 一般为2.2V 左右，绿灯、蓝灯的Vf 一般为3.2V 左右，一般电流设计在10mA~20mA，电流过高可能会烧坏LED 灯，满足以上两个条件就可以驱动LED 灯的正常点亮。
（Vled：是供电电压，一般为5V，现在有下降的趋势，可以做到低压节能。Vf：是发光二极管正向导通电压，Vds：是驱动芯片导通后电压）
图 1
灯板实际是由多个LED 灯组合而成的，下图是一个简单的单色灯板示意图：
图 2
图 3
图3 是一个8*8 大小，8 扫的灯板，扫描屏灯板是逐行点亮的，两扫之间扫描间隔的时间是非常短的，由于人眼的视觉暂留效应，所以我们看起来就是连续的画面.驱动电路的框架如下图所示，行控制信号A、B、C 控制138 译码器，138 译码器输出8 路信号控制行管4953，然后4953 输出端控制灯板每一行灯的阳极。恒流驱动芯片的每个通道控制灯板的每一列，要想点亮一颗灯板，只需要把它所在的列输出低电平，行输出高电平即可。
2. 驱动芯片的控制信号
CLK 时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据
移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数
据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2 倍。
LAT（STB）锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据
内容通过驱动电路通过点亮LED 显示出来。
OE 使能信号：当OE 为低时，启动OUT0—OUT15 的输出，只要调整OE 脉
宽可以实现对整屏亮度控制，也用于显示屏消隐。
SDI 数据信号：提供显示图象所需要的数据。必须与时钟信号协调才能
将数据传送到任何一个显示点。
3. 并行驱动的原理
数据传输（R、G、B 分为3 路，每路信号分别级联），R 信号驱动一个像素点的红灯，G 信号驱动一个像素点的绿灯，B 信号驱动一个像素点的蓝灯，这样的驱动方式称为并行驱动，也是目前最主流的驱动方式。下图是并行灯板中其中一种颜色的驱动方式，其他颜色的驱动方式与此相同。
图 4
专业资料参考
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 R 1 G 1 B 1 R 2 G 2 B 2 R 3 G 3 B 3 R 4 G 4 B 4 R 5 G 5 B 5 R 6
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 8 R 9 R 10 R 11 R 12 R 13 R 14 R 15 R 16
O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0
O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 G 6 B 6 R 7 G 7 B 7 R 8 G 8 B 8 R 9 G 9 B 9 R 10 G 10 B 10 R 11 G 11 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5
G 1 G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 9 G 10 G 11 G 12 G 13 G 14 G 15 G 16
O 15
O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0
O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 B 11 R 12 G 12 B 12 R 13 G 13 B 13 R 14 G 14 B 14 R 15 G 15 B 15 R 16 G 16 B 16
B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8 B 9 B 10 B 11 B 12 B 13 B 14 B 15 B 16
O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0
O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0
第二节 串行灯板原理
串行灯板和并行灯板中的“串行”或者“并行”是指 RGB 数据的串行或者并 行，并行灯板的 RGB 信号是独立的，每种颜色都有自己单独的数据信号。而串行 灯板的 RGB 信号是通过一根数据线来传输的，这就是串行灯板与并行灯板最本质 的区别，串行灯板主要有以下几种类型。
一、三色 16 点串行 支持的芯片:通用芯片(带电流增益的也算)，
MBI5041/42，MBI505x ；
不支持的芯片：MY926x 。
该方式驱动 IC 与灯的连接关系如下：
22
SDO 2
SDI
22
SDO
2
SDI
22
SDO
2
SDI
Driv er3
Driv er2
Driv er1
即每个驱动芯片只带载一个颜色，至于每三个芯片中哪个芯片驱动什么 颜色是系统识别的，没有要求。
若需要抽点则需要按照像素红、绿、蓝一起抽，比如 R3，G3，B3 都不连， 那像素 3 就抽掉了。关键点是红绿蓝的抽点规律要一样。
二、四色 16 点串行 这个应用很少，用于像素结构为两红一绿一蓝的应用，主要用于 4 灯虚拟应
用。其支持和不支持的芯片以及连接和抽点规律同上面的三色 16 点串行。
三、三色 1 点串行 支持的芯片:通用芯片(带电流增益的也算)。
不支持的芯片：MY926x ，MBI5041/42，MBI505x 。
该方式驱动 IC 与灯的连接关系如下：
22
SDO
2 SDI
22
SDO
2 SDI
22
SDO
2
SDI
Driv er3
Driv er2
Driv er1
专业资料参考
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5
R 1 G 1 B 1 R R 1 R 2 G 2 B 2 R R 2 R 3 G 3 B 3 R R 3 R 4 G 4 B 4 R R 4 O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 R 5 G 5 B 5 R R 5 R 6 G 6 B 6 R R 6 R 7 G 7 B 7 R R 7 R 8 G 8 B 8 R R 8
O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0
20
19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 R 9 G 9 B 9 R R 9 R 10 G 10 B 10 R R 10 R 11 G 11 B 11 R R 11 R 12 G 12 B 12 R R 12
O 15 O 14 O 13 O 12 O 11 O 10 O 9 O 8 O 7 O 6 O 5 O 4 O 3 O 2 O 1 O 0
每个像素里面红绿蓝编排顺序系统可以识别，但是必须相同，比如：不能 一个像素是 RGB,下一个像素是 GBR 。
若需要抽点需要以像素为单位抽，比如将 R5，G5，B5 不连，像素 5 就抽 掉了。
四、四色一点串行 这个应用很少，用于像素结构为两红一绿一蓝的应用，主要用于 4 灯虚拟应 用。
支持的芯片:通用芯片(带电流增益的也算)。 不支持的芯片：MY926x ，MBI5041/42，MBI505x 。 该方式驱动 IC 与灯的连接关系如下：
22
SDO 2 SDI
22
SDO 2 SDI
22
SDO
2
SDI
Driv er3
Driv er2
Driv er1
每个像素里面红绿蓝虚拟红编排顺序系统可以识别，但是必须相同，比如： 不能一个像素是 RGBRr,下一个像素是 RrGBR 。
若需要抽点需要以像素为单位抽，比如将 R5，G5，B5，RR5 不连，像素 5 就抽掉了。
若每个像素里面的虚拟红 Rr 不连空着不用，等价于三色应用，这种模式 也是支持的。
五、专用串行 IC
上面的四种应用在技术层面都不是串行最佳方案，三色 16 点存在布线难的问 题，三色 1 点应用存在红绿蓝由一颗 IC 驱动，电流一样，白平衡调节困难。目 前市面上有专用的串行应用 IC ，每个 IC 输出 12 个通道，等价于红绿蓝 4 个像 素，每种颜色有单独的电流调节电阻，目前系统支持 MY9221。示意图如下：
第三节灯板驱动
一、常见芯片介绍
74HC245
图 5
74HC245 的作用：信号功率放大，在实际应用中灯板一般需要多块级联在一
起使用，这个时候线路会比较长，而控制信号是比较弱的，在传输过程中会造成衰减，所以，在信号传递过程中需要加245 将它的功率进行增强。
第1 脚DIR：为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。
第2~9 脚“A”信号输入/输出端：A1 对应B1，A2 对应B2，以此类推。例如：A1 与B1 是一组，如果DIR=“1”OE=“0”则A1 输入,B1 输出。如果DIR=“0” OE=“0”则B1 输入,A1 输出。第11~18 脚“B”信号输入/输出端，功能与“A” 端一样，不再赘述。
第19 脚OE：使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0” 时A/B 端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。
74HC138（三八译码器）
74HC138 的作用：八位二进制译码器，74HC138 的作用是用来选择显示行，一个74HC138 可以选择8 行中的一行，所以如果灯板上有2 块74HC138，就可以实现选择16 行，也就是通常所说的16 扫。
第1~3 脚A、B、C，二进制输入脚，第4~6 脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时，芯片才会被选通，此时输出才受A、B、C 信号控制，其它任何组合方式将不被选通，且Y0~Y7 输出全为“1”。
138 组成16 扫译码
如图所示利用使能端能方便地将两个3/8 译码器组合成一个4/16 译码器，
当A3 为低电平时，先驱动低位138 译码输出，然后A3 变为高电平，使能高位138 译码输出，从而组成4/16 译码器。
4953（行驱动管）
4953 的作用：又叫行驱动管、功率管，由于要驱动灯板一整行的灯，所需要的电流是比较大的，所以需要使用行驱动管来驱动，每片4953 可以驱动2 个显示行。其内部是两个CMOS 管，1、3 脚VCC，2、4 脚控制脚，2 脚控制7、8 脚的输出，4 脚控制5、6 脚的输出，只有当2、4 脚为“0”时，7、8、5、6 才会输出，否则输出为高阻状态。
74HC595：LED 驱动芯片，8 位移位锁存器。
第8 脚GND，电源地。第16 脚VCC，电源正极第14 脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。第13 脚EN，使能口，
当该引脚上为“1”时QA~QH 口全部为“1”，为“0”时QA~QH 的输出由输入的数据控制。第12 脚STB，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一
个锁存信号才能将移入的数据送QA~QH 口输出。第11 脚CLK，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。第10 脚SCLR，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，显示屏不用该脚，一般接VCC。第9 脚DOUT，串
行数据输出端，将数据传到下一个。第15、1~7 脚，并行输出口也就是驱动输出口，驱动LED。
二、信号驱动规则
控制信号进入驱动板后，一般要驱动比较多的芯片。所以，要先经过 245 驱动。以CLK 为例进行说明，输入信号“CLK_IN”经过245 驱动4 个同源信号。CLK1、CLK2、CLK3、CLK4 分别驱动本板内1/4 的LED 驱动芯片；
扫描行线A、B、C、D，在本板内只用一个地方，所以经过245 后输出2 个同源
信号就可以了。一个输出到下一级驱动板，一个供内部138 使用；
为了避免出现干扰问题建议灯板做成4 层板，不要做2 层板，电源线、地线要符合相关的高速布线规范，减少干扰。
三、LED 显示屏常见信号
CLK 时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2 倍。在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。
STB 锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据内容通过驱动电路点亮 LED 显示出来。但由于驱动电路受EN 使能信号控制，其点亮的前提必须是使能为开启状态。锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。在任何情况下，当锁存信号有异常时，会使整板显示杂乱无章
EN 使能信号：整屏亮度控制信号，也用于显示屏消隐。只要调整它的占空比就可以控制亮度的变化。当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。
数据信号：提供显示图象所需要的数据。必须与时钟信号协调才能将数据传送到任何一个显示点。一般在显示屏中红绿蓝的数据信号分离开来，若某数据信号短路到正极或负极时，则对应的该颜色将会出现全亮或不亮，当数据信号被悬空时对应的颜色显示情况不定。
ABCD 行信号：只有在动态扫描显示时才存在，ABCD 其实是二进制数，A 是最低位，如果用二进制表示ABCD 信号控制最大范围是16 行（1111），1/4 扫描中只要AB 信号就可以了，因为AB 信号的表示范围是4 行（11）。当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。
第四节异形灯板抽点抽行规则
目前很多灯板由于尺寸、结构、显示效果等要求，往往会需要抽点或者抽行，也就是抽列或者抽行，但是我们控制系统对抽点抽行是有要求的，需要按照一定的规律抽，我们系统才能支持，不然后续往往会造成繁杂的程序定制或者直接是无法点亮。
一、抽点：
1) 抽点一般分为两种，一种是RGB 信号按照统一的规律抽点，这种直接在
智能设置的时候选择无亮点就好了，无需修改程序。如下图.
2) 第二种是抽最后一个通道的，这种一般是串行驱动才按这种方式抽点，
需要修改程序支持，具体的抽点方式如下图，也称之为抽通道：
二、抽行：
抽行是一个灯板里面，不同的数据组带载的行数不一样或者单组数据带载有打折，每一折带载的行数不一样，这种带载方式我们称之为抽行。数据打折的抽行方式如下图：
像这种抽行方式，我们可以通过智能设置点亮单组数据的带载区域，然后通过构造异形点亮箱体。在模组设计的时候，我们不建议抽行，如果一定要抽行的话，需抽数据组的最后一行。
第五节点检
一、点检的原理
点检是控制系统通过对驱动芯片的 Vds（驱动芯片通道导通后电压）值进行判断，从而判断灯板是否有LED 灯短路或者开路。要实现点检，同时需要驱动芯片支持。
点检的基本过程：系统按照芯片的要求把对应的逻辑时序（启动开路检测，关闭开路检测）发送给驱动芯片，芯片收到对应命令后自己会执行开路或短路检测，然后通过SDO 脚输出点检数据至我们的监控卡或灯板MCU 的对应引脚。我们的系统再对芯片输出的点检数据进行组包、回传、解析，并把点检结果显示在LCT 软件界面或一些显示端口。点检的原理如下图。
1) 短路错误侦测
是通过比较Vds 和Vds,th 阈值的大小，只不过Vds,th 可由控制器设置成
0.33VDD、0.45VDD、0.58VDD 和0.73VDD，当然根据不同的芯片可能相应的阈值不尽相同。若检测到Vds > Vds,th 则以错误码0 显示负载短路。
2) 开路错误侦测
基于实际输出端的耐受电压(Vds)与目标值(Vds,th)即0.3V 的比较，来判定每个输出端的LED 的负载状态。若Vds < Vds,th 则以错误码0 显示负载开路。在控制器下达“错误侦测”的指令后，驱动芯片输出端将会以一定的电流开启，进行开路错误侦测。驱动芯片再通过SDO 脚输出每一个位。
3) 系统侦测基本原理一般驱动芯片开路错误侦测的原理是基于实际输出
端的耐受电压(VDS)与目
标值(VOD,TH ) 即阈值电压（个别驱动芯片此值可调整）的比较，来判定每个输出端的 LED 负载状态。当“强制错误侦测”的指令下达后，驱动芯片输出端将会以极小的电流开启进行错误侦测。完成开路错误侦测后，驱动器会将错误组态数据搬移“位移缓存器”，储存在缓存器的错误状态数据将会在新数据输入后，透过 SDO 脚位输出至每个位。
检测电压 < 阈值电压，则认为是坏点，若有一颗 LED 为开路，错误码将为将显示为“0” 并且将命令透过 SDO 脚位输出。
不同驱动芯片的点检启动和结束命令时序不同，这个可以根据查找该驱动芯片的手册，找“强制错误侦测”相关命令信息，可以知道该芯片是否支持点检以及时序是什么。
4) 行线上的电压对点检的影响
开路的情
况
假设D2 开路，根据驱动芯片的开路检测原理，如果Vds 端检测到的电压小于Vds,th (0.3V)则驱动芯片会认为负载开路。而如果点亮Line2 的时候，上一行Line1 行线上的电还没有放完，假设还有压降Vr，则通过D1 后的压降为 Vr –Vf，如果Vr–Vf 大于Vds,th (0.3V)时，则驱动芯片则无法检测到D2 开路，这时漏检就产生了。
短路的情
况
假设D1 短路，则Vds > Vds,th 很容易就检测到D1 短路了，但是当开始检测第二行即D2 时，由于第一行Line1 的行电还没有放完，当这个行电Vr 一旦大于 Vds,th 时，则检测到的 Vds 就会大于 Vds,th 驱动芯片就会认为第二行D2 也是负载短路。这样短路检测就会出现多检或虚检的情况了。
从点检的可靠性角度出发要求点亮当前行的时候上一行的行线上电压越低
越好。所以点检时要考虑行线的电压的影响。
第六节驱动IC 的分类与优缺点分析
目前市面上的ＬＥＤ屏驱动IC，根据芯片架构和显示效果来分类，大致可以
分为三类：①通用芯片②双锁存IC ③PWM型的芯片
一、通用芯片：是普通的ON－OFF 型芯片，可以满足基本的显示需求，主要
有MBI5024、TLC59281、ICN2026 等。定位为基础型，芯片架构图如下：
CLK 时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据
移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数
据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2 倍。
LAT（STB）锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据
内容通过驱动电路点亮LED 显示出来。
OE 使能信号：当OE 为低时，启动OUT0—OUT15 的输出，只要调整OE 脉
宽可以实现对整屏亮度控制，也用于显示屏消隐。
SDI 数据信号：提供显示图象所需要的数据。必须与时钟信号协调才能
将数据传送到任何一个显示点。
二、双锁存ＩＣ：主要有MBI5124、ICN2038、MY9868 等,普通的恒流驱动由于刷新率不足，明显清晰度不佳，而双锁存驱动可以有效增加刷新率。
双锁存顾名思义就是两个锁存器，我们普通芯片如ICN2026、MBI5020 等只有一个锁存器；双锁存之所以刷新率会翻倍，是因为一个锁存器存满了在发送的同时另一个锁存器也已经在储存( 一个在信号传输，另一个信号存储 )，
就这样无限循环；而普通芯片是单个锁存器的，信号要存储满后发送完才能下一次存储在发送，这样就会相对比较慢。双锁存无形中就提高了我们的效率，提高刷新率。
三、S-PWM 型的芯片：目前主要有MBI515X 系列、ICN2053、SUM2032 等。PWM 高灰阶恒流驱动芯片，具有高刷新率、高灰阶、高恒流精度的高端驱动芯片。
PWM 高灰阶恒流驱动芯片，与市面上流通率较高的双锁存恒流驱动芯片或传统的普通恒流驱动芯片相比，所设计的带载宽度比双锁存驱动芯片和普通恒流驱动芯片更大、更宽，芯片内部自带存储器，内部的芯片面积比双锁存恒流驱动芯片和普通恒流驱动芯片大了4 倍。
内置16 位灰阶控制的SM-PWM 技术，并可选用不同的外接电阻对输出级电流大小进行任意调节，精确控制LED 的发光亮度;并且SM-PWM 技术通过灰度数据和灰度时钟共同作用,将 LED 导通的时间平均分散成数个较短的导通时间且保持灰阶精度不变，不仅提升了刷新率，而且降低对控制器所发送灰度时钟的要求提升视觉刷新率，进而减少画面的闪烁。内建的PWM 高刷新算法，具备高刷新、高灰阶和高利用率等特点。
四、主流IC 功能参数一览表
第七节灯板常见问题的产生原因与解决方案
一、余晖余晖现象是多行扫设计中最早被发现的低灰显示问题之一，主因
是显示屏换
行与换列的运行间，对于PCB 上的寄生电容的充放电因素导致让不该点亮的 LED 点亮，使用斜扫图案检验时更为明显。余晖现象可分为上行余晖与下行余晖。
1) 上余晖现象
扫描运行时如图 1 所示，若第一行导通时，LED1 亮，LED3 不亮，此时也会对第一行 Cpar1 进行充电，而换至第二行导通时，若原本只应让LED4 亮，但LED3 也会随之发亮，因为PCB 上的行寄生电容Cpar1 被VLED1 进行充电且保持住，而在换列时经由 LED3 形成一泄放路径至Driver-IC 使其LED 发亮，此为上余晖效应。
解决方式是使用外加泄放电路做为行 PCB 寄生电容的泄放路径，如图 2 所示，在换行时预先将行寄生电容的电荷泄放，则可解决经由 LED 为泄放路径的问题，进而将上余晖现象消除。
系统参数的调节改善上余晖，主要调节消隐时间、余晖控制结束时刻和换行时刻来改善，他们之间的相互关系如下：
2) 下余晖现象
扫描运行时如图 3 所示，若扫第一行时第一列导通 LED1 发亮第二列关断LED3 不亮，此时 Cpar1 通过第一列进行放电动作，当换至第二行，若原本只应第二列导通 LED4 发亮，但 LED2 也会随之发亮，这是因为列上的 PCB 寄生电容Cpar1 在扫第一行时被先行放电至低电位，所以换行时会经由 LED2 形成充电路径至Driver-IC 使其LED 发亮，此则称为下余晖效应，运作波形如图 4 所示。
利用显示屏驱动 IC 内建的预充电电路如图 5 所示，应用在换行扫描运作时预先做充电动作，可先行将列上的 PCB 寄生电容充电，将列上的电压提高，而做换行时则可阻断列电容的充电路径消除下余晖效应，消除下余晖运作原理如图 6 所示。
上屏观察结果，图 7 显示其下余晖现象明显，图 8 使用预充电技术将下余晖现象消除。
二、低灰白平衡色偏
图 9 与图 10 使用的测试图案是低灰白色样式，预充电功能开启，可以观察到模组有偏红的现象。要使用具备修正色偏的功能的驱动芯片可以消除这个问题，图 10 中的模组在开启预充电的情况下消除了色偏的现象。
三、第一扫偏暗
扫描屏运行方式为一行一行逐次点亮如图15 所示，若当一帧(frame)的 LED 关闭时间远大于导通时间时，PCB 灯板上的寄生电容效应会导致列电压提高，特别是对第一行扫导通时列电压会较其他行扫的列电压高，导致第一行扫导通时的LED 电流变小，造成第一行 LED 亮度降低如图 16 所示，于实际点屏显示时则可观察到有第一行扫有偏暗的现象。
应用行扫补偿技术在行扫进行时针对第一行做电流补偿，来补充因 PCB 灯板上电容效应损失的电流，以消除扫描显示屏于第一行产生的暗线问题，图 17 为理想 LED 的电流波型，图 18 为受 PCB 灯板上的电容效应影响的波形，图 19 则为本文所提出补偿技术之结果。
LED显示屏系统原理及工程技术 导读：LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点，自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。 本主题首先介绍了LED显示屏的发展与应用概况。 在第一章中叙述了LED显示器件的基本工作原理及特性，详细介绍了LED点阵显示屏的具体电路和参数。第二章针对广泛应用的图文显示屏，在介绍它的基本组成之后，对各部分LED显示屏电路进行了深入的分析，并给出了完整实用的硬件电路图和全部汇编语言程序清单。 第三章的内容是图象显示屏，侧重分析了LED显示屏的灰度控制方法，并介绍了集成电路TLC5902的特性及应用。 第四章讨论了当时最先进的视频显示屏，就视频信号源的组织、视频LED显示屏的结构、主要集成电路芯片，以及配套的应用软件等，分别介绍了ZQL9701、DS90C031等芯片的技术特性和LEDSHOW、&ldquo；LED管理工具&rdquo等软件的使用方法。书后还附有我国LED的行业标准。本书可供从事各类LED显示屏工作的工程技术人员参考，也可作为大专院校有关专业的教书参考书或教材。 前言 LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点，自20世纪80年代后期开始，随着LED 制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。 LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图象显示屏，一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。无论在期间的性能（提高亮度LED显示器及蓝色发光灯等）和系统的组成（计算机化的全动态显示系统）等方面都取得了长足的进步。目前已经达到的超高亮度全彩色视频显示的水平，可以说能够满足各种应用条件的要求。其应用领域已经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等各个方面。我国LED显示屏的发展可以说基本上与世界水平同步，至今已经形成了一个具有相当发展潜力的产业。应该指出的是，我国LED产业不但在应用技术上取得了巨大的成功，而且在创新能力上有出色的表现，例如北京中庆数据设备公司研制的ZQL9701超大规模芯片，就代表了当前LED显示屏控制电路的国际水平。 与国内LED显示屏产业的迅速发展相比，目前关于LED显示屏的图书资料显得太少，不便于设计制造人员及运用维护人员的工作，由此萌发了编写一本LED显示屏技术用书的想法，适逢电子科技大学出版社之邀，斗胆动笔草就本书。书中分别就LED显示屏的概况、LED显示器件、图文显示屏、图象显示屏、视频显示屏等有关技术问题进行了叙述，以期使从事各类LED显示屏工作的读者能够从本书中得到一些有用的材料。 由于LED显示屏是多种综合应用的产品，涉及光电子学、半导体器件、数字电子电路、大规模集成电路、单片机及微机等各个方路及方法还要花较大篇幅进行介绍，容易冲淡主题。反过来采用集成电路和单片机等简单普及的刻与LED显述硬件又有软件。上述各个领域都自成体系，在本书中无法一一尽述，只能以显示意直接有关的部分，而不追求各相关技术自身的完成性；二、尽量采用简单普及的方案进不方案，可以追求相关技术的先进性。例如在一些控制电路中，能用常规集成电路实现，而又面，既示避免各个相关技术“从头说起”的麻烦，从而达到精简内容突出重点的目的。而不行描屏有进行讨论。书中在处理相关领域技术方面采取了以下两条对策：一、侧重叙述屏为主线，介绍相关技术在LED显示屏中的应用，不采器件的方案。 LED电子显示屏控制原理
液晶屏原理及维修 一.液晶分子:在通电状态下阻止光线通过,在不能电状态下光线可以顺利通过; 白屏:灯管已经工作而所有液晶分子都不工作; 166)模块IC 1)TAB:IC在PCB板上,易修; 2)COG,IC在玻璃上,难难;如:日立,AU屏; 3)混合型:横TAB,竖COG; 图: 一个横的长方框,里面写有LCD,上面有4个小方块,右边也有4个小方块,这8个小方块都为模块IC; 167)液晶屏的物理结构 图:共有5个长方条 1为一个小的竖长方条,里面有阴影,表示外膜; 2为一个大的竖长方条,里面没阴影,表示玻璃; 3为一个小的竖长方条里面有阴影,表示内膜; 4为一个中的竖长方条,里面无阴影,表示匀光板; 5为一个中的竖长方条,里面无阴影,表示背光系统; 下面用一个圆圈表示灯管; 168)液晶屏的连线 图: 下面一个平形四边形表示主板,主板的中间有一根屏线,然后分出两根,一个接高压条另一根接LCD,高压条再接灯管后与LCD屏相接; 169)液晶屏的信号过程 图:框显卡或北桥框VGA 框LVDS芯片(下面是一个14.318MHZ的晶振) (一般集成在显卡或北桥框屏线框液晶屏接口框液晶屏上LVDS芯片框行驱动框列驱动框LCD 显卡或北桥一个箭头VGA 显卡或北桥一个箭头LVDS芯片一个箭头(LVDS差分接口) 一个箭头屏线一个箭头液晶屏接口一个箭头液晶屏上LVDS芯片一根信号线兵分两路 一路信号线行驱动信号线 二咱信号线列驱动信号线 行驱动的信号线与列驱动的信号线汇合在一起, 引出一个箭头LCD 170)高压条的工作原理 框振荡电路 VCC 导线一个电感L 导线一个电阻导线振荡电路 亮度调节一个箭头振荡电路 开关信号一个箭头振荡电路 GND 导线振荡电路
液晶显示器的工作原理 我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，但是如果这些分子是长形的(或扁形的)，它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年，由奥地利植物学家Reinitzer发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm～10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。 1. 被动矩阵式LCD工作原理 TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理基本相同，不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差别。下面以典型的TN-LCD为例，向大家介绍其结构及工作原理。 在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶显示屏面板中，通常是由两片大玻璃基板，内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板? 外面再包裹着两片偏光板，它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，有规律地制作在一块大玻璃基
板上。每一个像素是由三种颜色的单元(或称为子像素)所组成。假如有一块面板的分辨率为1280×1024，则它实际拥有3840×1024个晶体管及子像素。每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管，彩色滤光片能产生RGB三原色。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到5×10-6m)。在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的。另一方面，在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90度。其中，邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列，而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。最后再封装成一个液晶盒，并与驱动IC、控制IC 与印刷电路板相连接。 在正常情况下光线从上向下照射时，通常只有一个角度的光线能够穿透下来，通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中，再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出，形成一个完整的光线穿透途径。而液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板，这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。当液晶层施加某一电压时，由于受到外界电压的影响，液晶会改变它的初始状态，不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态。因此经过液晶的光会被第二层偏光板吸收而整个结构呈现不透光的状态，结果在显示屏上出现黑色。当液晶层不施任何电压时，液晶是在它的初始状态，会把入射光的方向扭转90度，因此让背光源的入射光能够通过整个结构，结果在显示屏上出现白
单片机采用AT89C51。系统采用12MHz或更高频率的晶振，以获得较高的刷新频率，使显示更稳定。单片价的串口与列驱动器相连，用来送显示数据。P1口低4位与行驱动器相连，送出行选信号，P1.5～P1.7口则用来发送控制信号。P0和P2口空闲，在必要时可以扩展系统的ROM和RAM。 2.2时钟脉冲电路 AT89C51的最高时钟脉冲频率已经达到24MHz，它内部已经具备了振荡电路，只要在AT89C51的两个引脚（即19、18脚）连接到简单的石英振荡晶体的2个管脚即可，同时晶体的2个管脚也要用30pF的电容耦合到地，如图3所示。 图3时钟脉冲电路 2.3复位电路 AT89C51的复位引脚（RESET）是第9脚，当此引脚连接高电平超过2个机器周期时，即可产生复位的动作。以24MHz的时钟脉冲为例，每个时钟脉冲为05μs，两个机器周期为1μs，因此，在第9脚上连接1个2μs的高电平脉冲，即可产生复位动作。最简单的就是只有1个电阻跟1个电容就可构成可靠复位的电路，电阻选择10kΩ，电容选择10μF，如图4所示。 图4复位电路 2.4点阵显示驱动电路设计 采取分立元件三极管作驱动电路，驱动电路如图5所示。 图5点阵显示驱动电路 3系统软件设计 显示屏软件的主要功能是向显示屏提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计的要求显示。 根据软件分层次设计的原理，可把显示屏的软件系统分成两大层：第一层是底层的显示驱动程序，第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负责向点阵屏传送特定组合的显示数据，并负责产生行扫描信号和其他控制信号，配合完成LED显示屏的扫描显示工作。显示驱动程序由显示子程序实现；系统环境设置（初始化）由系统初始化程序完成；显示效果处理等工作，则由主程序通过调用子程序来实现。 3.1显示驱动程序 显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏刷新率的稳定。16行扫描格式的显示屏刷新率（帧频）的计算公式如下： 其中：F为晶振频率；T为定时器T0初值（工作在16位定时器模式）。 其次，显示驱动程序查询当前点亮的行号，从显示缓存区内读取下一行的显示数据，并通过串口发送给移位寄存器。 为消除在切换行显示数据时产生的拖尾现象，驱动程序先要关闭显示屏，即消隐，等显示数据输入输出锁存器后，再输出新的行号，重新打开显示。图6所示为显示驱动程序（显示屏扫描函数）流程图。 图6显示驱动程序流程图 3.2系统主程序 系统主程序开始以后，首先是对系统环境初始化，包括设置串口、定时器、中断、端口。然后以“卷帘出”效果显示文字或图案，停留几秒钟，接着向上滚动
led液晶显示器的驱动原理 LED液晶显示器的驱动原理 艾布纳科技有限公司 前两次跟大家介绍有关液晶显示器操作的基本原理, 那是针对液晶本身的特性,与 TFT LCD 本身结构上的操作原理来做介绍. 这次我们针对 TFT LCD 的整体系统面来做介绍, 也就是对其驱动原理来做介绍, 而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系, 而有所不同. 首先我们来介绍由于 Cs(storage capacitor)储存 电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理. Cs(storage capacitor)储存电容的架构 一般最常见的储存电容架构有两种, 分别是Cs on gate与Cs on common这两种. 这两种顾名思义就可以知道, 它的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的. 在上一篇文章中, 我曾提到, 储存电容主要是为了让充好电的电压,能保持到下一次更新画面的时候之用. 所以我们就必须像在 CMOS 的制程之中, 利用不同层的走线, 来形成平行板电容. 而在TFT LCD的制程之中, 则是利用显示电极与gate走线或是common走线,所形成的平行板电容,来制作出储存电容Cs.
图1就是这两种储存电容架构, 从图中我们可以很明显的知道, Cs on gate由于不必像Cs on common一样, 需要增加一条额外的common走线, 所以它的开口率(Aperture ratio)会比较大. 而开口率的大小, 是影响面板的亮度与设计的重要因素. 所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式. 但是由于Cs on gate的方式, 它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的.(请见图2的Cs on gate与Cs on common的等效电路) 而gate走线, 顾名思义就是接到每一个TFT 的gate端的走线, 主要就是作为gate driver送出信号, 来打开TFT, 好让TFT对显示电极作充放电的动作. 所以当下一条gate走线, 送出电压要打开下一个TFT时 , 便会影响到储存电容上储存电压的大小. 不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短,(以1024*768分辨率, 60Hz更新频率的面板来说. 一条gate走线打开的时间约为20us, 而显示画面更新的时间约为16ms, 所以相对而言, 影响有限.) 所以当下一条gate走线关闭, 回复到原先的电压, 则Cs储存电容的电压, 也会随之恢复到正常. 这也是为什么, 大多数的储存电容设计都是采用Cs on gate的方式的原因.
液晶显示器电源工作原理及维修 详细介绍液晶显示器电源的作用、工作原理、维修及代换， 一、电源的作用 1、电源的基本知识 液晶电源的作用是为整机提供能量，常见的电源适配器外观如图所示 它的输入是220V交流电，输出为12V、4A直流电。电源适配器的内部电路结构如图所示
2、液晶电源的常见存在形式 常见的液晶电源有内置式和外置式两种。内置式电源一般是和高压板做在一起，形成二合一电源板，驱动板需要的各路电压均有电源板产生。外置式电源也就是通常所说的电源适配器，它一般是220V交流电输入，12V直流电输出，驱动板需要的其他电原在驱动板上进行变换。 二、电源的工作原理 由于LCD采用低电压工作，而一般市电提供提是110V或220V的交流电压，因此显示器需要配备电源。电源的作用是将市电的220V交流电压转变成12V或其它低压直流电，以向液晶显示器供电。 LCD显示器中的电源部分均采用开关电源。由于开关电源具有体积小、重量轻、变换效率高等优点，因此被广泛应用于各种电子产品中，特别是脉宽调制（PWM）型的开关电源。PW M型开关电源的特点是固定开关频率、通过改变脉冲宽度的占空比来调节电压。 PWM开关电源的基本工作原理是：交流电220V输入电源经整流滤波是路变成300V直流电压，再由开关功率管控制和高频变压器降压，得到高频矩形波电压，经整流滤波后获得显示器所需要的各种直流输出电压。脉宽调制器是这类开关电源的核心，它能产生频率固定具脉冲宽度可调的驱动信号，控制开关功率管的导通与截止的占空比，用来调节输出电压的高低，从而达到稳压的目的。 以下将要介绍的电源适配器就是此类开关电源，我们以采用UC3842脉宽调制集成控制器的电源为例讲解相关电路。 1、UC3842的性能特点 （1）它属于电流型单端PWM调制器，具有管脚数量少，外围是路简单、安装调试方便、性能优良、价格低廉等优点。而且通过高频变压器与电网隔离，适合构成无工频变压器的20-50W小功率开关电源。 （2）最高开关频率为500KHZ，频率稳定度高达0.2%。电源效率高，输出电流大，能直接驱动双极型功率晶体管或VMOS管、DMOS管、TMOS管工作。 （3）内部有高稳定的基准电压源，档准值为5V，允许有+0.1%的偏差，温度系数为
LED显示屏原理及调试技术
第一章原理篇 第一节并行灯板原理 1. 灯板驱动原理 图1 讲的是如何才能让一颗LED 灯点亮，我们知道红灯的Vf 一般为2.2V 左右，绿灯、蓝灯的Vf 一般为3.2V 左右，一般电流设计在10mA~20mA，电流过高可能会烧坏LED 灯，满足以上两个条件就可以驱动LED 灯的正常点亮。 （Vled：是供电电压，一般为5V，现在有下降的趋势，可以做到低压节能。Vf：是发光二极管正向导通电压，Vds：是驱动芯片导通后电压） 图 1 灯板实际是由多个LED 灯组合而成的，下图是一个简单的单色灯板示意图： 图 2
图 3 图3 是一个8*8 大小，8 扫的灯板，扫描屏灯板是逐行点亮的，两扫之间扫描间隔的时间是非常短的，由于人眼的视觉暂留效应，所以我们看起来就是连续的画面.驱动电路的框架如下图所示，行控制信号A、B、C 控制138 译码器，138 译码器输出8 路信号控制行管4953，然后4953 输出端控制灯板每一行灯的阳极。恒流驱动芯片的每个通道控制灯板的每一列，要想点亮一颗灯板，只需要把它所在的列输出低电平，行输出高电平即可。 2. 驱动芯片的控制信号 CLK 时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据 移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数 据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2 倍。 LAT（STB）锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据 内容通过驱动电路通过点亮LED 显示出来。 OE 使能信号：当OE 为低时，启动OUT0—OUT15 的输出，只要调整OE 脉 宽可以实现对整屏亮度控制，也用于显示屏消隐。
TFT-LCD液晶显示器的工作原理(上) 谢崇凯 我一直记得，当初刚开始从事有关液晶显示器相关的工作时，常常遇到的困扰，就是不知道怎么跟人家解释，液晶显示器是什么? 只好随着不同的应用环境，来解释给人家听。在最早的时候是告诉人家，就是掌上型电动玩具上所用的显示屏，随着笔记型计算机开始普及，就可以告诉人家说，就是使用在笔记型计算机上的显示器。随着手机的流行，又可以告诉人家说，是使用在手机上的显示板。时至今日，液晶显示器，对于一般普罗大众，已经不再是生涩的名词。而它更是继半导体后另一种可以再创造大量营业额的新兴科技产品，更由于其轻薄的特性，因此它的应用范围比起原先使用阴极射线管(CRT，cathode-ray tube)所作成的显示器更多更广。 如同我前面所提到的，液晶显示器泛指一大堆利用液晶所制作出来的显示器。而今日对液晶显示器这个名称，大多是指使用于笔记型计算机，或是桌上型计算机应用方面的显示器。也就是薄膜晶体管液晶显示器。其英文名称为Thin-film transistor liquid crystal display，简称之TFT LCD。从它的英文名称中我们可以知道，这一种显示器它的构成主要有两个特征，一个是薄膜晶体管，另一个就是液晶本身。我们先谈谈液晶本身。 液晶(LC，liquid crystal)的分类 我们一般都认为物质像水一样都有三态，分别是固态液态跟气态。其实物质的三态是针对水而言，对于不同的物质，可能有其它不同的状态存在。以我们要谈到的液晶态而言，它是介于固体跟液体之间的一种状态，其实这种状态仅是材料的一种相变化的过程(请见图1)，只要材料具有上述的过程，即在固态及液态间有此一状态存在，物理学家便称之为液态晶体。
LED显示屏原理 2009年06月13日星期六 03:38 P.M. LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点，自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。 LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图象显示屏，一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。无论在期间的性能（提高亮度LED显示器及蓝色发光灯等）和系统的组成（计算机化的全动态显示系统）等方面都取得了长足的进步。目前已经达到的超高亮度全彩色视频显示的水平，可以说能够满足各种应用条件的要求。其应用领域已经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等各个方面。我国LED显示屏的发展可以说基本上与世界水平同步，至今已经形成了一个具有相当发展潜力的产业。应该指出的是，我国LED产业不但在应用技术上取得了巨大的成功，而且在创新能力上有出色的表现，例如北京中庆数据设备公司研制的ZQL9701超大规模芯片，就代表了当前LED显示屏控制电路的国际水平。 与国内LED显示屏产业的迅速发展相比，目前关于LED显示屏的图书资料显得太少，不便于设计制造人员及运用维护人员的工作，由此萌发了编写一本LED 显示屏技术用书的想法，适逢电子科技大学出版社之邀，斗胆动笔草就本书。书中分别就LED显示屏的概况、LED显示器件、图文显示屏、图象显示屏、视频显示屏等有关技术问题进行了叙述，以期使从事各类LED显示屏工作的读者能够从本书中得到一些有用的材料。 由于LED显示屏是多种综合应用的产品，涉及光电子学、半导体器件、数字电子电路、大规模集成电路、单片机及微机等各个方路及方法还要花较大篇幅进行介绍，容易冲淡主题。反过来采用集成电路和单片机等简单普及的刻与LED 显述硬件又有软件。上述各个领域都自成体系，在本书中无法一一尽述，只能以显示意直接有关的部分，而不追求各相关技术自身的完成性；二、尽量采用简单普及的方案进不方案，可以追求相关技术的先进性。例如在一些控制电路中，能用常规集成电路实现，而又面，既示避免各个相关技术“从头说起”的麻烦，从而达到精简内容突出重点的目的。而不行描屏有进行讨论。书中在处理相关领域技术方面采取了以下两条对策：一、侧重叙述屏为主线，介绍相关技术在LED 显示屏中的应用，不采器件的方案。 LED电子显示屏控制原理 （一）系统组成本系统由计算机专用设备、显示屏幕、视频输入端口和系统软件等组成。 ● 计算机及专用设备：计算机及专用设备直接决定了系统的功能，可根据用户对系统的不同要求选择不同的类型。
大屏幕液晶显示屏背光灯及高压驱动电路原理及电路分析（一） （目前液晶电视的销量和社会保有量非常大，液晶电视的维修资料奇缺，而液晶电视的背光灯高压驱动电路又是液晶电视中极易发生故障的部位，它类似于CRT电视的行扫描电路，是高压大电流电路，其故障率不低于CRT电视的行扫描电路。目前对于该部分的原理电路分析维修的资料很少，该文对于背光灯管及驱动电路的特性、构造、组成、要求、电路原理分析比较详尽，以帮助维修人员更加深刻的理解液晶电视背光灯驱动电路，为下一步维修打好基础） 液晶电视的显示屏是属于被动发光型的显示器件，液晶屏自身不发光，它需要借助背光灯来实现屏的发光，即背光灯管发出光线通过液晶屏透射出来，利用液晶的分子在电场作用下控制通过的光线（对光进行调制）以形成图像，所以一块液晶屏工作成像必须配上背光源才能成为一个完整的显示屏，要显示色彩丰富的优质图像，要求背光灯的光谱范围要宽，接近日光色以便最大限度的展现自然界的各种色彩。目前的液晶屏背光灯，一般采用的是光谱范围较好的冷阴极荧光灯（cold cathode fluorescent lamp；CCFL）作为背光光源。 大屏幕的液晶电视要保证有足够的亮度、对比度和整个屏幕亮度的均匀性，均采用多灯管系统，32寸屏一般采用16只灯管，47寸屏一般采用24只灯管。耗电量每只灯管约为为8W计算，一台32寸屏的液晶电视背光灯耗电量达到130W,一台47寸的液晶电视背光灯的耗电量达到近200W（加上其它电路耗电，一台32寸屏的液晶电视耗电量在200W左右） 冷阴极荧光灯的构造和工作原理 冷阴极荧光灯CCFL是气体放电发光器件，其构造类似常用的日光灯，不同的是采用镍﹑钽和锆等金属做成的无需加热即可发射电子的电极——冷阴极来代替钨丝等热阴极，灯管内充有低气压汞气，在强电场的作用下，冷阴极发射电子使灯管内汞原子激发和电离，产生灯管电流并辐射出253.7nm紫外线，紫外线再激发管壁上的荧光粉涂层而发光，图1。 冷阴极荧光灯的特性 冷阴极荧光灯是一个高非线性负载，它的触发（启动）电压一般是三倍于工作（维持）电压，（电压值的大小和灯管的长度和直径有关）冷阴极荧光灯在开始启动时，当电压还没有达到触发值（1200～1600V）时，灯管呈正电阻（数兆欧），一旦达到触发值，灯管内部产生电离放电产生电流，此时电流增加，灯管两端电压下降呈负阻特性 图2，所以冷阴极荧光灯触发点亮后，在电路上必须有限流装置，把灯管工作电流限制在一个额定值上，否则会因为电流过大烧毁灯管，电流过小点亮又难以维持。
液晶显示器工作原理 现在市场上的液晶显示器都采用了TFT液晶面板，这种液晶面板的是目前最先进的液晶显示器技术，从结构上看，液晶屏由两片线性偏光器和一层液晶所构成。其中，两片线性偏光器分别位于液晶显示器的内外层，每片只允许透过一个方向的光线，它们放置的方向成90度交叉（水平、垂直），也就是说，如果光线保持一个方向射入，必定只能通过某一片线性偏光器，而无法透过另一片，默认状态下，两片线性偏光器间会维持一定的电压差，滤光片上的薄膜晶体管就会变成一个个的小开关，液晶分子排列方向发生变化，不对射入的光线产生任何影响，液晶显示屏会保持黑色。一旦取消线性偏光器间的电压差，液晶分子会保持其初始状态，将射入光线扭转90度，顺利透过第二片线性偏光器，液晶屏幕就亮起来了。当然这是一个很简单的原理模型，真正的液晶显示器内还有更复杂的电路结构。 红绿蓝三原色大家都知道，当这三种颜色同时混合时就会产生白色，这当然实在三原色强度一样的情况下才能够显示器纯正的白色，这样，从图中我们可以看见液晶面板的每一个像素中都有三种原色，这三种原色如果强度不同变化就可以产生不同的混色效果，这样全屏就有1024×768这样的像素，所以真实分辨率就是1024×768。低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即2的6次方=64种颜色.可以很简单的得出,每个独立像素可以表现的最大颜色数是64×64× 64=262144种颜色,高端液晶显示板利用FRC技术使得每个基色则可以表现8位色,即2的8次方=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为 256×256×256=16777216种颜色.这种显示板显示的画面色彩更丰富,层次感也好.现在基本上显示器都拥有FRC技术，可以显示器16777216种颜色 什么是TFT-LCD 其中彩色LCD又分为STN和TFT两种屏,其中TFT-LCD是英文Thin Film Transi stor-Liquid Crystal Display的缩写,即薄膜晶体管液晶显示器,也就是大家 常说的真彩液晶显示屏,显示效果较好;而DSTN-LCD,即双扫瞄液晶显示器,则是STN-LCD的一种显示 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质，它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时，就会改变它的物理性质而发生形变，此时通过它的光的折射角度就会发生变化，而产生色彩。 液晶屏幕后面有一个背光，这个光源先穿过第一层偏光板，再来到液晶体上，而当光线透过液晶体时，就会产生光线的色泽改变，从液晶体射出来的光线，还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。由于两块偏光板的偏振方向成90度，再加上电压的变化和一些其它的装置，液晶显示器就能显示我们想要的颜色了。 液晶显示有主动式和被动式两种，其实这两种的成像原理大同小异，只是背光源和偏光板的设计和方向有所不同。主动式液晶显示器又使用了fet场效晶体管以及共通电极，这样可以让液晶体在下一次的电压改变前一直保持电位状态。这样主动式液晶显示器就不会产生在被动式液晶显示器中常见的鬼影、或是画面延迟的残像等。现在最流行的主动式液晶屏幕是tft(thin film transistor薄
液晶显示器高压板电路基本工作原理2010-06-11 10:21
高压板电路是一种DC/AC(直流/交流)变换器，它的工作过程就是开关电源工作的逆变过程。开关电源是将市电电网的交流电压转变为稳定的12V直流电压，而高压板电路正好相反，将开关电源输出的12V直流电压转变为高频(40～80kHz)的高压(600～800V)交流电。 电路主要由驱动电路(振荡电路、调制电路)、直流变换电路、Royer结构的驱动电路、保护检测电路、谐振电容、输出电流取样、CCFL等组成。在实际的高压板中，常将振荡器、调制器、保护电路集成在一起，组成一块小型集成电路，一般称为PWM控制IC。 驱动电路采用Royer结构形式。Royer结构的驱动电路也称为自激式推挽多谐振荡器，主要由功率输出管及升压变压器等组成， 、 组成一个具有亮度调整和保护功能的高压板电路。 图中的ON/OFF为振荡器启动/停止控制信号输入端，该控制信号来自驱动板(主板)微控制器(MCU)。当液晶显示器由待机状态转为正常工作状态后，MCU向振荡器送出启动工作信号(高/低电平变化信号)，振荡器接收到信号后开始工作，产生频率40～80kHz的振荡信号送入调制器，在调制器内部与PWM激励脉冲信号，送往直流变换电路，使直流变 Royer L1(相当于电感)组成自激振荡电路，产生的振荡信号经功率放大和升压变压器升压耦合，输出高频交流高压，点亮背光灯管。 为了保护灯管，需要设置过电流和过电压保护电路。过电流保护检测信号从串联在背光灯管上的取样电阻R上取得，输送到驱动控制IC IC。当输出电压及背光灯管工作电流出现异常时，驱动控制IC控制调制器停止输出，从而起到保护的作用。 调节亮度时，亮度控制信号加到驱动控制IC，通过改变驱动控制IC输出的PWM脉冲的占空比，进而改变直流变换器输出的直流电压大小，也就改变了加在驱动输出管上的电压大小，即改变了自激振荡的振荡幅度，从而使升压变压器输出的信号幅度、CCFL两端的电压幅度发生变化，达到调节亮度的目的。 该电路只能驱动一只背光灯管。由于背光灯管不能并联或串联应用，所以，若需要驱动多只背光灯管，必须由相应的多个升压变压器输出电路及相适配的激励电路来驱动。
LED显示屏系统原理 LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点，自20世 纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水 平上都得到了迅速的提高。 LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图象显示屏，一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。无论在期间的性能（提高亮度LED显示器及蓝色发光灯等）和系统 的组成（计算机化的全动态显示系统）等方面都取得了长足的进步。目前已经达到的超高亮 度全彩色视频显示的水平，可以说能够满足各种应用条件的要求。其应用领域已经遍及交通、 证券、电信、广告、宣传等各个方面。我国LED显示屏的发展可以说基本上与世界水平同 步，至今已经形成了一个具有相当发展潜力的产业。应该指出的是，我国LED产业不但在 应用技术上取得了巨大的成功，而且在创新能力上有出色的表现，例如北京中庆数据设备公 司研制的ZQL9701超大规模芯片，就代表了当前LED显示屏控制电路的国际水平。 与国内LED显示屏产业的迅速发展相比，目前关于LED显示屏的图书资料显得太少， 不便于设计制造人员及运用维护人员的工作，由此萌发了编写一本LED显示屏技术用书的 想法，适逢电子科技大学出版社之邀，斗胆动笔草就本书。书中分别就LED显示屏的概况、 LED显示器件、图文显示屏、图象显示屏、视频显示屏等有关技术问题进行了叙述，以期使从事各类LED显示屏工作的读者能够从本书中得到一些有用的材料。 由于LED显示屏是多种综合应用的产品，涉及光电子学、半导体器件、数字电子电路、 大规模集成电路、单片机及微机等各个方路及方法还要花较大篇幅进行介绍，容易冲淡主题。 反过来采用集成电路和单片机等简单普及的刻与LED显述硬件又有软件。上述各个领域都 自成体系，在本书中无法尽述，只能以显示意直接有关的部分，而不追求各相关技术自 身的完成性；二、尽量采用简单普及的方案进不方案，可以追求相关技术的先进性。例如在一些控制电路中，能用常规集成电路实现，而又面，既示避免各个相关技术从头说起”的麻 烦，从而达到精简内容突出重点的目的。而不行描屏有进行讨论。书中在处理相关领域技术 方面采取了以下两条对策：一、侧重叙述屏为主线，介绍相关技术在LED显示屏中的应用， 不采器件的方案。 LED电子显示屏控制原理 （一）系统组成本系统由计算机专用设备、显示屏幕、视频输入端口和系统软件等组成。 ?计算机及专用设备：计算机及专用设备直接决定了系统的功能，可根据用户对系统的不同要求选择不同的类型。 ?显示屏幕：显示屏的控制电路接收来自计算机的显示信号，驱动LED发光产生画面， 并通过增加功放、音箱输出声音。 ?视频输入端口：提供视频输入端口，信号源可以是录像机、影碟机、摄像机等，支
LCD 液晶显示屏工作原理 一、工作原理和概念术语 1、液晶显示屏的工作原理 液晶（Liquid Crystal ）：是一种介于固态和液态之间的具有规则性分子排列，及晶体的光学各向异性的有机化合物，液晶在受热到一定温度的时候会呈现透明状的液体状态，而冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态，因为物理上具有液体与晶体的特性，故称之为“液晶”。 液晶显示器LCD （Liquid Crystal Display ）：是新型平板显示器件。显示器中的液晶体并不发光，而是控制外部光的通过量。当外部光线通过液晶分子时，液晶分子的排列扭曲状态不同，使光线通过的多少就不同，实现了亮暗变化，可重现图像。液晶分子扭曲的大小由加在液晶分子两边的电压差的大小决定。因而可以实现电到光的转换。即用电压的高低控制光的通过量，从而把电信号转换成光像。 （1）、液晶分子的电－光特性（如图2-1所示） （2）、液晶的电光控制特性（如图2-2所示） (a) （光 光控制电压010 9050%液晶显示器的电光特性（常暗模式） 101009050%b ）液晶显示器的电光特性（常亮模式） 液晶显示器的电光控制特性 图中Uth —阈值电压（临界电压）；Usat —饱和电压 透过率透过率控制电压 图2-1液晶的电－光特性图 图2-2 旋光性
（3）、 液晶分子排列状态的改变可实现对光的控制 液晶分子在偏光板间排列成多层，在不同层间， 液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90°，与偏光板的偏振光方向一致的偏振光，垂直射向无外加电场的液晶分子时，入射光将因其偏振方向随液晶分子轴的扭曲而旋转射出。故称为扭曲向列型液晶显示器。 当给液晶层施以某一电压差时，液晶分子会改变它的初始排列状态而不扭转，不改变光的极化方向，因此经过液晶的光会被第二层偏光片吸收而整个结构呈现不透光的状态。 2、概念和术语 （1）、光学的各向异性 液晶的特有性质，改变液晶两端电压，可改变液晶某一方向折射出的光的大小 （2）、偏振片（器） 只能在特定方向上透过光线的器件 （3）、像素、子像素、节距、分辨率(如图2-3所示) （4）、视角 当背光源的入射光通过偏极片、液晶后，输出光便具备了特定的方向特性，假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面，我们可能会看到黑色或是色彩失真。这个效应在某些场合有用，但在大部分的应用上是我们不希望要的。制造商们已经花了很多时间来试图改善液晶显示器的视角特性，有数种广视角技术被提出：IPS(IN-PLANE -SWITCHING 、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM 。 这些技术都能把液晶显示器的视角增加到160度，甚至更多，就如同CRT 屏幕的视角特性一样。最大视角的定义是对比值至少能达到10:1的视角(通常有四个方向，上/下/左/右)，如图2-4。 平板显示器的象素结构 绿、蓝三个组成一个像1024 列） 图2-3 平板显示器的像素结构 水平视角 显示器件的视角 图2-4 显示器件的视角
LED显示屏的构成及工作原理 本文简单地讲LED显示屏就是由若干个可组合拼接的显示单元(单元显示板或单元显示箱体)构成屏体，再加上一套适当的控制器(主控板或控制系统)。所以多种规格的显示板(或单元箱体)配合不同控制技术的控制器就可以组成许多种LED显示屏，以满足不同环境，不同显示要求的需要。 一、LED显示屏的主要构成(以较为复杂的同步全彩屏为例) 1、金属结构框架,其作用是构成内框架，搭载显示单元板或模组等各种电路板以及开关电源 2、显示单元：是LED显示屏的主体部分，由LED灯及驱动电路构成。户内屏就是各种规格的单元显示板，户外屏就是模组箱体。 3、扫描控制板：该电路板的功能是数据缓冲，产生各种扫描信号以及占空比灰度控制信号。 4、开关电源：将220V交流电变为各种直流电提供给各种电路。 5、传输电缆：主控仪产生的显示数据及各种控制信号由双绞线电缆传输至屏体。 6、主控制仪：将输入的RGB数字视频信号缓冲，灰度变换，重新组织，并产生各种控制信号。 7、专用显示卡及多媒体卡：除具有电脑显示卡的基本功能外还同时输出数字RGB信号及行，场，消隐等信号给主控仪。多媒体除以上功能外还可将输入的模拟Video信号变为数字RGB信号(即视频采集)。 8、电脑及其外设 图1 LED显示屏系统组成 二、主要功能模块分析 1、视频播出 通过多媒体视频控制技术和VGA同步技术，可以方便地将多种形式的视频信息源引入计算机网络系统，如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机VCD视频信号、计算机动画信息等，因而可以实现下列功能： 支持VGA显示，显示各种计算机信息、图形、图像。
支持各种输入方式；支持PAL、NTSC等各种制式。 实时显示彩色视频图像，实现现场转播。 转播广播电视、卫星电视及有线电视信号。 电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放（VCR、VCD、DVD、LD）。 具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能 2、计算机播出 图文特技显示功能：具有对图文进行编辑、缩放、流动、动画功能。 显示各种计算机信息、图形、图像及2、3维计算机动画并叠加文字。 播出系统配有多媒体软件，可以灵活输入及播出多种信息。 有多种中文字体和字型可供选择，同时还可输入英文、西班牙文、法文、德文、希腊文、俄文、日文等多种文字。 有多种播出方式，如：单/多行平移、单/多行上/下移、左/右拉、上/下拉、旋转、无级缩放等。 通知、通告、公告和新闻的编辑、和播放即时发布，并有多种字体供选择。 3、网络功能 配有标准网络接口，可与其它标准网络连网（信息查询系统、市政宣传网系统等）。
液晶显示器工作原理
液晶显示器工作原理 现在市场上的液晶显示器都采用了TFT液晶面板，这种液晶面板的是目前最先进的液晶显示器技术，从结构上看，液晶屏由两片线性偏光器和一层液晶所构成。其中，两片线性偏光器分别位于液晶显示器的内外层，每片只允许透过一个方向的光线，它们放置的方向成90度交叉（水平、垂直），也就是说，如果光线保持一个方向射入，必定只能通过某一片线性偏光器，而无法透过另一片，默认状态下，两片线性偏光器间会维持一定的电压差，滤光片上的薄膜晶体管就会变成一个个的小开关，液晶分子排列方向发生变化，不对射入的光线产生任何影响，液晶显示屏会保持黑色。一旦取消线性偏光器间的电压差，液晶分子会保持其初始状态，将射入光线扭转90度，顺利透过第二片线性偏光器，液晶屏幕就亮起来了。当然这是一个很简单的原理模型，真正的液晶显示器内还有更复杂的电路结构。 红绿蓝三原色大家都知道，当这三种颜色同时混合时就会产生白色，这当然实在三原色强度一样的情况下才能够显示器纯正的白色，这样，从图中我们可以看见液晶面板的每一个像素中都有三种原色，这三种原色如果强度不同变化就可以产生不同的混色效果，这样全屏就有1024×768这样的像素，所以真实分辨率就是1024×768。低端的液晶显示板,各个基色只能表现6位色,即2的6次方=64种颜色.可以很简单的得出,每个独立像素可以表现的最大颜色数是64×64×64=262144种颜色,高端液晶显示板利用FRC技术使得每个基色则可以表现8位色,即2的8次方=256种颜色,则像素能表现的最大颜色数为
256×256×256=16777216种颜色.这种显示板显示的画面色彩更丰富,层次感也好.现在基本上显示器都拥有FRC技术，可以显示器16777216种颜色 什么是TFT-LCD 其中彩色LCD又分为STN和TFT两种屏,其中TFT-LCD是英文Thin Film T ransistor-Liquid Crystal Display的缩写,即薄膜晶体管液晶显示器,也就是大家常说的真彩液晶显示屏,显示效果较好;而DSTN-LCD,即双扫瞄液晶显示器,则是STN-LCD的一种显示 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质，它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时，就会改变它的物理性质而发生形变，此时通过它的光的折射角度就会发生变化，而产生色彩。 液晶屏幕后面有一个背光，这个光源先穿过第一层偏光板，再来到液晶体上，而当光线透过液晶体时，就会产生光线的色泽改变，从液晶体射出来的光线，还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。由于两块偏光板的偏振方向成90度，再加上电压的变化和一些其它的装置，液晶显示器就能显示我们想要的颜色了。 液晶显示有主动式和被动式两种，其实这两种的成像原理大同小异，只是背光源和偏光板的设计和方向有所不同。主动式液晶显示器又使用了fet场效晶体管以及共通电极，这样可以让液晶体在下一次的电压改变前一直保持电位状态。这样主动式液晶显示器就不会产生在被动式液晶显示器中常见的鬼影、或是画面延迟的残像等。现在最流行的主动式液晶屏幕是tft(thin film transistor薄膜晶体管)，被动式液晶屏幕有stn(super tn超扭曲向列lcd)和dstn(double
保定LED 光电 一．LED 显示屏的分类 分类方式 品 种 说 明 使用环境 室内LED 显示屏 室内LED 显示屏在室内环境下使用，此类显示屏亮度适中、视角大、混色距离近、重量轻、密度高，适合较近距离观看。 室外LED 显示屏 室外LED 显示屏在室外环境下使用，此类显示屏亮度高、混色距离远、 防护等级高、防水和抗紫外线能力强，适合远距离观看。 显示颜色 单基色LED 显示屏 单基色LED 显示屏由一种颜色的LED 灯组成，仅可显示单一颜色，如红色、绿色、橙色等。 双基色LED 显示屏 双基色LED 显示屏由红色和绿色LED 灯组成，256级灰度的双基色显示屏可显示65,536种颜色（双色屏可显示红、绿、黄3种颜色）。 全彩色LED 显示屏 全彩色LED 显示屏由红色、绿色和蓝色LED 灯组成，可显示白平衡和16,777,216种颜色。 显示功能 图文LED 显示屏(异步屏) 图文LED 显示屏可显示文字文本、图形图片等信息内容。可联网脱机显示。 视频LED 显示屏 (同步屏) 视频LED 显示屏可实时、同步地显示各种信息，如二维或三维动画、录像、电视、影碟以及现场实况等多种视频信息内容。 二．LED 显示屏的基本构成 1、异步屏：
2、同步屏： 三．LED显示屏涉及的名词概念 1、像素： 是LED显示屏的最小成像单元。俗称“点”或“像素点”。 上图所示由2红2绿组成1个显示像素点 2、显示模块： 由若干个显示像素组成的，结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。·室内屏用的是8x8的显示模块，即每个显示模块有64个像素
·室外屏使用的是单个的灯珠，通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。 如上面右图的室外屏模组就是由2个红色灯珠组成1个显示像素点 3、显示模组： 由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。简单说就是为便于组装和显示，出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的，将多个显示模块加显示驱动做在一起。室内屏俗称“单元板”；室外屏俗称“模组”，再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”，多用于大型的全彩屏。 ·室内屏单元板通常有64x32（64列32行、由32个模块组成）、64x16 （64列16行、由16个模块组成）等。下图是一个64x16的单元板： 室内屏单元板正面室内屏单元板背面 ·室外屏模组通常有64x32、32x32、32x16、16x16、16x8多种 上图为16x8(2红)的室外屏模组。加了防水结构用于全户外，我们可以看到塑料壳体，最右侧是它