plik pdf - Serwis Elektroniki

Panel wyświetlacza LCD
Panel wyświetlacza LCD
Tadeusz Nowak
1. Budowa panelu LCD
przypadku mniejszych wyświetlaczy zużycie prądu przez
inwerter jest znikome. Może tutaj występować wtyczka
dla obciążenia wynoszącego około 5A.
5 sygnałów LVDS posiada amplitudę wynoszącą
500mVss i leżą one na potencjale napięcia stałego wynoszącym około 1V. Napięcie robocze dla układów elektronicznych wynosi 3.3V. Przy napięciu roboczym wynoszącym 5V lub 12V (zależnie od typu wyświetlacza) napięcia
wytwarzane są przez własne zasilacze na panelu.
Inwerter uruchomiony zostaje poprzez sygnał zezwolenia ENABLE. Na wtyczkę wystawiony zostaje poziom
wysoki “H”.
Jasność podświetlenia tła ustawiana jest napięciem
o wartości około 3.4V z dzielnika napięciowego. Można
je zmieniać sygnałem BRT_ADJ z procesora z poziomu
Panel LCD składa się z:
1.ekranu LC z tranzystorami thinfilm,
2.elektroniki do sterowania pikselami,
3.zasilacza impulsowego do wytworzenia napięcia pomocniczego -7V i +20V,
4.lamp do podświetlenia tła,
5.inwertera do sterowania lampami.
Z serwisowego punktu widzenia panel LCD występuje
tylko jako komplet, ponieważ wszystkie jego podzespoły
są do siebie dopasowane.
Panel typowo posiada złącze wtykowe do transferu
sygnałów oraz dwie wtyczki dla inwertera. Jedna wtyczka
służy do zasilania, druga – do sterowania inwerterem. W
+5V lub 12V
w zależności od
wyświetlacza
Nadajnik LVDS
3.3V
PANELCTRL
Start z µC
PANELPWR
26..30
1
2
9 11
15 17
16 18
19 21
10 12
S150
Odbiornik LVDS
10
Włączenie inwertera
Q150
BRT_ADJ
6..8
11
BKL_EN
5V
R150
Q152
Jasność
podświetlenia
tylnego
Q151
3.4V
9
Inwerter
Jasność
-7V
Sterownik kolumn i linii
+20V
1..5
Wyświetlacz LCD
26"…32"
R151
24V
1..5
INV_POW
S100
6..10
Neonówka
Rys.1. Schemat blokowy paneli LCD o wielkości ekranu 26” … 32”
Nadajnik LVDS
+12V
PANELPWR
19 20
3 4
6 7
9 10
12 13
14 15
S203
BRT_ADJ
Odbiornik LVDS
3.3V
2
Jasność
Q202
4
Włączenie inwertera
Inwerter
1,3,5,6,8,9
-7V
+20V
Q203
BKL_EN
Wyświetlacz LCD
14"…20"
C253
INV_POW
+
Q204
+12V lub 24V
w zależności od
wyświetlacza
Sterownik kolumn i linii
10,11,12
Neonówka
Rys.2. Schemat blokowy paneli LCD o wielkości ekranu 14” … 32”
SERWIS ELEKTRONIKI S125
Panel wyświetlacza LCD
menu serwisowego (nie zawsze taka możliwość jest
stosowana). Gdy regulacja jasności nie jest używany, na
wtyczce przyłożone jest napięcie o poziomie wysokim.
Schemat blokowy paneli LCD o wielkości ekranu 26”
… 32” pokazano na rysunku 1, natomiast paneli 14” …
20” – na rysunku 2.
2. Inwerter
Wyświetlacz LCD posiada dwa podzespoły – bloki
elektroniki. Są to inwerter oraz panel sygnałowy. Inwerter
jest to zasilacz impulsowy podświetlenia tylnego. Chodzi
tutaj o świetlówki. Ilość lamp zależna jest od wielkości
wyświetlacza i mieści się w przedziale od 2 do 20. Do
zapalenia lamp inwerter dostarcza napięcia wynoszącego do około 2000V. Napięcie podtrzymywania świecenia
się lamp ma natomiast wartość wynoszącą około 600V.
Jasność osiągana jest poprzez rytmiczne włączanie i
wyłączanie. W ten sposób temperatura kolorów pozostaje
stała. Na każdym złączu pracuje jeden inwerter. Z nim
każdorazowo mają kontakt typowo dwie lampy. Ponieważ
lampy zasilane są prądem zmiennym, przy włączeniu
napięcie rośnie do około 2000V. Teraz lampy zapalają się.
Napięcie spada, w zależności od lamp, do poziomu około
400 do 600V. Według informacji producenta, żywotność
lamp wynosi około 50.000 godzin. W przypadku uszkodzenia inwertera lub lamp nie jest konieczna wymiana
całego panelu, lecz możliwa jest naprawa lub wymiana
inwertera i wymiana lamp.
Podstawowy schemat typowego inwertera pokazano
na rysunku 3.
2.1. Serwisowanie panelu
Podświetlenie tylne musi zapalić się po włączeniu
urządzenia. Gdy urządzenie jest zamknięte, można to
rozpoznać również poprzez szczeliny wentylacyjne.
Gdy światła nie widać, sprawdzić należy następujące
podpunkty.
2.1.1. Napięcie pracy.
Przy wyświetlaczach 14-calowych napięcie wynosi
12V. Dla wszystkich innych wielkości, stosowane jest
napięcie 24V. Oświetlenie pobiera od około 80 do 90%
całego zużycia prądu przez urządzenie.
W urządzeniach 32’’ pobór prądu wszystkich 10 inwerterów przy napięciu roboczym 24V wynosi około 5A.
2.1.2. Poziom sygnału ENABLE.
Poziom tego sygnału „uruchamia” układy elektroniczne
inwertera. W czasie pracy znajduje się on na poziomie “H”.
2.1.3. Jasność.
Jasność lamp ustawiana jest poprzez dzielnik napięcia
i wynosi około 3.5V. W wielu urządzeniach przewidziana
jest również zmiana jasności poprzez procesor. Jasność
podświetlenia tła może być zmieniana i ustawiona w
menu serwisowym. W tym celu w pierwszym menu po
naciśnięciu przycisku [ I ] na pilocie wprowadzić należy
kod serwisowy “8500”. Na ekranie wyświetlone zostaje
menu serwisowe. Należy wybrać pozycję “calibre”. W
menu tym znajduje się pozycja “backlight”. Wartość “0”
odpowiada pełnej jasności.
3. Sterowanie panelu LCD za pomocą
interfejsu sygnałów RGB
Do wysterowania wyświetlacza wykorzystywane są
dwa sposoby: interfejs RGB (rys.5) oraz interfejs LVDS.
U niektórych producentów paneli, przede wszystkim
przy 14-calowych wyświetlaczach, spotyka się jeszcze wcześniej powszechnie stosowany interfejs RGB.
Poprzez ten interfejs dane do panelu przenoszone są
równolegle z sygnałem zegarowym o częstotliwości około
27MHz.
Przy równoległej transmisji potrzebne są 24 przewody
dla sygnałów, a także po jednym dla sygnału zegarowego,
“H-sync”, “V-sync” oraz “Enable”. Dodatkowo dla układów
elektronicznych potrzebne jest również napięcie zasilające. Z powodu wielu przewodów stosuje się 50-biegunową
wtyczkę – rys.4. W przypadku interfejsu szeregowego
LVDS wystarczy 20 względnie 30 kontaktów.
Amplituda danych RGB odpowiada poziomowi TTL.
Napięcie robocze dla zasilania elektroniki panelu PANELPWR, przykładowo dla chassis L5C, włączane jest
poprzez tranzystor przełączający MOS U604.
Ponieważ w zależności od typu panelu potrzebne jest
napięcie robocze 3.3V, 5V lub 12V, ustawiane jest ono
za pomocą mostków na wejściu tranzystora MOS U604
n 1. Na schemacie zwory te oznaczone są symbolami
24V
ok. 500mA
ON/OFF
Jasność
5V
Regulacja prądu
Generator
przeciwsobny
Rys.3. Podstawowy schemat inwertera
SERWIS ELEKTRONIKI 1
Panel wyświetlacza LCD
GND
GND
GND
EB3
EB2
EB1
EB0
EB7
EB6
EB5
EB4
GND
GND
GND
EG3
EG2
EG1
EG0
EG7
EG6
EG5
EG4
ER3
ER2
ER1
ER0
GND
CLK
DE
ER7
ER6
ER5
ER4
GND
GND
GND
GND
GND
PANELPWR
HS
VS
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
S200
FH12-50S-0.5SH
Rys.4. Opis wyprowadzeń 50-kontaktowego złącza interfejsu RGB
Impuls V
A
Zielony
analogowy
A
Niebieski
analogowy
D
Sterowanie do odczytu pamięci
i adresowania linii
Adresy dla pamięci obrazu do odczytu
Adresy dla pamięci obrazu do wczytania
8 Bitów czerwony
D
Panel LCD
LC21V1
Taktowanie i synchronizacja
Pamięć obrazu
640 × 480 ×
× 8 Bitów
Pamięć obrazu
640 × 480 ×
× 8 Bitów
Pamięć obrazu
640 × 480 ×
× 8 Bitów
8 Bitów zielony
D
Jasność dla każdego piksela
Czerwony
analogowy
Sterowanie
do wczytywania
pamieci RGB
Impuls H
V-Sync
H-Sync
Clock
Sync
i PLL
wytwarza
640-krotną
częstotliwość
linii
8 Bitów niebieski
A
Sterowanie panelu poprzez
potrójny przetwornik A/D
lub przez skaler
1
+24V
Jasność
1
Gamma
D
A
2
3
...
Gamma
A
...
...
D
A
...
640
Ekran LCD
640 pikseli dla każdego koloru
480 linii
Licznik linii i sterowanie
Inwerter
Gamma
D
jeden piksel
ON/OFF
480
Wielkośc piksela – 0.6375 × 0.6357 mm
Głębokość koloru – 8 Bit, 16.7 milionów kolorów
Luminancja, biel 400cd/m 2 (typ.)
Pobór mocy 34 W (typ.)
Rys.5. Schemat sterowania panelem LCD za pomoca interfejsu RGB
J600, J601 lub J602 (również na schemacie blokowym
w rejonie zasilacza).
4. Sterowanie panelu LCD za pomocą
interfejsu sygnałów LVDS
4.1. Problem
W przypadku, gdy dane przesyłane są pomiędzy komponentami na większe odległości, na skutek problemów
z masą występuje promieniowanie zakłóceń. Co prawda każdy podzespół jako samodzielny komponent jest
optymalizowany pod kątem masy oraz promieniowania
zakłóceń, nie można jednak zagwarantować, że w przypadku, gdy podzespoły są ze sobą połączone połączenia
masy i promieniowanie będą również optymalne. Takimi
podzespołami są: panele LCD, płyta sygnałowa, a także
zewnętrzne urządzenia sygnałów DVI oraz HDMI.
4.2. Rozwiązanie
Dane przesyłane są symetrycznie z poziomem wynoszącym około 500mV. Przez to zakłócenia kompensują
się, ponieważ przewód „powrotny” nie jest przeprowadzony przez masę. Ekranowanie poszczególnych par
służy do dodatkowego ograniczenia zakłóceń. Częściowo
SERWIS ELEKTRONIKI Funkcje autodiagnozy OTVC Sony KDF-E42/50A12U chassis LE-4B
Interfejs LVDS
Źródło
Cel
MUX
MUX
Przerzutnik
zatrzaskowy
D0
D0
D1
D1
D2
D2
D3
D3
D4
D4
D5
D5
D6
D6
D7
D7
D0
D1
D2
D3
Pamięć
Pamięć
5 x 100W
Licznik
adresów
2
Licznik
adresów
1
1
2
V
2.0
Oscylator
1.5
1.0
0.5
t
Rys.6. Budowa interfejsu LVDSg
ekranowane są również wspólnie wszystkie przewody.
Równolegle do par sygnałowych biegnie zawsze również
sygnał zegarowy. On również jest symetryczny. Ilość par
sygnałowych i częstotliwość zegara zależna jest od potrzebnej pojemności drogi transmisyjnej (liczby kanałów
transmisyjnych).
4.3. Przesłanie jednego bajtu
Rysunek 6 przedstawia zasadniczą budowę interfejsu
LVDS. Dane, które mają być przesłane znajdują się w
źródle w pamięci RAM. Dane te, tak jak tutaj w przykładzie, w rytmie „półbajtowym” przeprowadzane są przez
multiplekser do symetrycznych sterowników. Dane te
z impulsem zegarowym znajdują się na wyjściu. Przy
następnym impulsie zegarowym multiplekser przełącza
się na drugą połówkę bajtu. Dane D4 do D7 znajdują się
teraz na sterowniku. Również w towarzystwie impulsu
zegarowym. Po tym licznik adresów pamięci RAM prze-
łącza się dalej. Następny bajt może być wyprowadzany.
4.4. Odbiór jednego bajtu
Aby uniknąć odbić, zamykają odbiorniki w docelowym systemie przewody za pomocą rezystora 100R. Na
wyjściu odbiorników znajduje się jedna połówka bajtu.
Multiplekser przełącza ją na “Latch” do zapamiętania pośredniego. Przy następnym impulsie zegarowym gotowe
są dane D4-D7. Jednocześnie przełącza się multiplekser
i przekazuje te dane do pamięci RAM. Tutaj zapamiętany
zostaje teraz kompletny bajt. Następnie adres zwiększany jest o jeden. Dane ze źródła znajdują się teraz w
pamięci RAM docelowego systemu. Stosując ten system
z urządzeń zewnętrznych takich jak np. odtwarzacz HDMI
przesyłać można dane na odległość do 15 metrów. Stosując specjalne przewody o małej pojemności przesyłu
możliwy jest przesył do 30 metrów.
}
SERWIS ELEKTRONIKI