依此类推。
5.1.6信噪比
a)定义
在播放视频信号的情况下,信号有效值S与噪声有效值N之比(S/N)。
b)要求按表4。
c)测量
用光强仪的光探头罩住某一象素(防止外界光的干扰),并在其后测试过程中光强仪采光探头的状况保持不变;
将显示屏置于最高亮度、最大灰度,测出此状况下光强IEM;
将显示屏置于最高亮度级、50%灰度,测出此灰度级的光强IEH;
用彩色电视信号发生仪(信噪比大于52dB),给控制系统送入白信号(PAL制);调节彩色电视信号发生仪的输出幅度,使象素光强等于IEH,然后在此状态下让显示屏连续工作半小时;
将视频画面冻结,测出画面冻结后该象素的光强IDi,共重复该步骤20次测出ID1、ID2…ID20,找出其中三个最大的IDi,求算术平均得到IDmax,再找出其中三个最小的IDi求算术平均得到IDmin;
按下式算出信噪比
S/N=20lg[2√2IEM/(IDmax-IDmin)];
按表4的规定,归入相应级别。
5.1.7象素失控率
a)定义
象素失控分为盲点和常亮点两类。
整屏象素失控率Pz等于整屏盲点数与整屏常亮点数之和对整屏象素数之比。
区域象素失控率PQ等于盲点数与区域常亮点数之和对区域象素数之比(区域指100×100的象素矩阵)。
b)要求按表5。
c)测量
1)整屏象素失控率PZ的测量:
整屏显示最高灰度级红色,用目测法数出不亮的象素数PF;
清屏,用目测法数出红色常亮象素数PL;
用下式算出红色象素失控率
PTR=(PF+PL)/P;
式中,P为全屏象素总数(P若小于一万,则按一万计算);
用同样的方法可测算出蓝色象素失控率PTB和绿色的象素失控率PTG;
取PTR、PTB、PTG中最高值认定为整屏象素失控率PT,并按表5的要求,纳入相应级别。
2)区域象素失控率PQ的测量
用软件做一个100×100象素的可移动红色方块(最高灰度级);
移动该方块找出红色盲点最稠密的区域AP;
用目测法数出方块内红色盲点数M;
清屏,用目测法数出AP内的红色常亮点数N;
区域红色象素失控率等于M、N之和除以区域象素数(PAR=(M+N)/10000)
用同样方法可测出区域绿色象素失控率PAG和区域蓝色象素失控率PAB。
取PTR、PRB、PTG中的最高值认定为区域象素失控率PQ,并按表5的要求,纳入相应级别。
5.2光学性能
5.2.1最大亮度
a)定义
显示屏在一定环境照度下,在最高灰度级和最高亮度级下测量的亮度B。
b)测量
1)测量条件:
环境照度变化小于±10%;
测量区域不得少于16个相邻象素。
2)测量步骤:
显示屏全黑情况下,用彩色分析仪测量显示屏的背景亮度BD;
显示屏在最高亮度级、最高灰度级情况下,用彩色分析仪测量显示屏的最大亮度度Bmax;
实际最大亮度:
B=Bmax-BD;
用上述方法在白平衡情况下,分别按需测量红、绿、蓝、黄、白等的最大亮度。
5.2.2视角
a)定义
假定显示屏发光象素法线方向的亮度为BF,从显示屏左右两侧检测显示屏的亮度。
当左右两侧亮度值下降到BF/2时,称两条观测线之间的夹角θS(θS<l80°)为显示屏水平方向的视角。
从显示屏上下两侧检测显示屏的亮度,当上下两侧的亮度值下降到BF/2时,称两条观测线之间的夹角θC(θC<180°)为显示屏垂直方向的视角。
b)视角的测量
1)测量条件
环境照度变化小于±10%,且不存在明显的有色光源;
光探头采集范围不得小于16个相邻象素;
2)水平视角测量步骤:
显示屏全屏显示最高亮度级、最高灰度级的某一基色;
用彩色分析仪测量方块内法线方向的亮度BF;
以显示屏中心亮块为圆心,在转动半径不变的情况下,沿着水平方向向左右两侧分别转动彩色分析仪,当亮度值下降到BB=BF/2时量出两条观测线之间的夹角θSX;
按同样方法量出每一种基色的水平视角,取最小值即为该显示屏的水平视角θS。
3)垂直视角测量步骤:
显示屏全屏以最高亮度级和最高灰度级显示某一基色;
其余步骤和水平视角的测量方法基本相同,只是彩色分析仪的转动方向不同,若条件许可,也可以采用转动显示屏的方式进行测量;
按同样方法测量出每一种基色的垂直视角,取最小值即为该显示屏的垂直视角θC。
5.2.3最高对比度
a)定义
显示屏在一定的环境照度下,其最大亮度与背景亮度之比C。
b)测量
1)测量条件:
室内显示屏屏面法线方向的照度为100×(l±10%)LX;
室外显示屏屏面法线方向的照度为10000×1±10%)LX
测量区域不得少于16个相邻象素。
2)测量步骤:
按照5.2.1最大亮度测量方法分别测出Bmax和BD;
按下式算出对比度C
C=(Bmax-BD)/BD;。
5.2.4基色主波长误差
a)定义
显示屏各基色主波长的实际值与标称值的误差△λD。
b)要求按表6。
c)测量
1测量条件:
环境照度变化小于10LX;
不允许周围存在有色光源;
光探头采集范围不得少于16个相邻象素。
2)测量步骤:
用彩色分析仪,分别测量红、绿、蓝等各基色的色品坐标;
根据其色品坐标,在色度图上查找出各基色的主波长;
算出实测主波长与标称主波长的差值,取最大值即为基色波长误差△λD;
按表6的规定,归入相应级别。
5.2.5白场色坐标
a)定义
由三基色组成的全色显示屏在显示白场时,对应于CIE1931色度图中的X、Y坐标。
LED的定义
LED是发光二极管英文LightEmittingDiode的简称。
具有高亮度、视觉远大、图像清晰、色彩鲜艳、稳定性好、功耗低、光效高、寿命长等优点。
二、LED显示屏的种类
1、按显示颜色可分为单基色(红色或绿色)、双基色(红色、绿色)、三基色(红色、绿色、蓝色)。
2、按显示性能可分为图文屏、同步屏、行情显示屏(包括证券屏、利率汇率屏、工厂看板、安全牌等)
3、按发光材料分:
①模块(用于室内屏):
按发光点直径可分为Ф3.0mm、Ф3.75mm、Ф4.8mm、Ф5.0mm等。
②模块及像素管(用于室外屏):
按点间距可分为PH8mm、PH10mm、PH16mm、PH20mm等
③数码管(用于行情显示屏):
按点间距可分为1.2英寸、1.5英寸、1.8英寸、2.3英寸、3.0英寸、4.0英寸等。
4、按使用环境分:
可分为室内屏、室外屏以及半户外屏。
三、LED显示屏的作用及应用
1、LED显示屏用显示文字、图象、动画、行情及电视、录像等。
具有多种编辑和播放功能。
2、LED显示屏广泛应用于金融、税务、电力、交通、电信、医疗、卫生系统及政府机关、体育场管、工矿企业等各行各业。
四、LED显示屏的构成及其示意图
由LED显示屏屏体+控制系统+相关软件+外围设备+框架结构及装饰施工。
一块全彩显示屏的好坏主要可以从以下几个方面来鉴定:
1.平整度
显示屏的表面平整度要在±1mm以内,以保证显示图像不发生扭曲,局部凸起或凹进会导致显示屏的可视角度出现死角。
平整度的好坏主要由生产工艺决定。
2.亮度及可视角度
室内全彩屏的亮度要在800cd/m²以上,室外全彩屏的亮度要在1500cd/m²以上,才能保证显示屏的正常工作,否则会因为亮度太低而看不清所显示的图像。
亮度的大小主要由LED管芯的好坏决定。
可视角度的大小直接决定的显示屏受众的多少,故而越大越好。
可视角度的大小主要由管芯的封装方式来决定。
3.白平衡效果
白平衡效果是显示屏最重要的指标之一。
色彩学上当红绿蓝三原色的比例为1:
4.6:
0.16时才会显示出纯正的白色,如果实际比例有一点偏差则会出现白平衡的偏差,一般要注意白色是否有偏蓝色,偏黄绿色现象。
白平衡的好坏主要由显示屏的控制系统来决定,管芯对色彩的还原性也有影响。
4.色彩的还原性
色彩的还原性是指显示屏对色彩的还原性,既显示屏显示的色彩要与播放源的色彩保持高度一致,这样才能保证图像的真实感。
5.有无马赛克、死点现象
马赛克是指显示屏上出现的常亮或常黑的小四方块,既模组坏死现象,其主要原因为显示屏所采用的接插件质量不过关。
死点是指显示屏上出现的常亮或常黑的单个点,死点的多少主要由管芯的好坏来决定。
6.有无色块
色块是指相邻模组之间存在较明显的色差,颜色的过渡以模块为单位了,引起色块现象主要是由控制系统较差,灰度等级不高,扫描频率较低造成的。
一、寿命10万小时
LED材料厂家出具的技术资料表明LED发光体的寿命为理想状态下1O万小时.理想状态指在实验室中恒压恒流状态下LED发光体从发光到完全不发光的时间,1O万小时折合11年。
一个木桶的盛水的多少是由最低的木板决定的,LED显示屏目前使用的为民品级别的器件,使用寿命不超过8年。
作为显示屏的功能是观看,当显示屏亮着只有晚上才能看清楚时是无法说明它是合格的、具备使用价值的。
一辆汽车可以开15年,如果闲置3年则报废。
使用的环境和方法对产品的寿命影响很大。
二、遵守国标
LED显示屏通用规范为1995年的部颁标准。
至今还有许多公司号称符合国家标准,在科技发展的8年以后再看当时的标准,已经不是标准了.比方说失控点,国标为万分之三,以φ3.75室内双基色显示屏为例。
一般做640x480标准分辨率的显示屏为7平米,每平米为43264点,按国标可以有90个失控点。
这样的显示屏在今天谁还买单。
三、软件全免费
显示屏行业普遍存在着中国企业的通病——只生产不研发。
目前只有少数企业拥有正版的软件。
现在使用盗版是违法的。
四、价格低廉
要看性能价格比而不是单纯看价格。
五、灰度等级
作为双基色和全彩色显示屏的灰度是一个重要指标。
目前市场上充斥着许多16级和64级灰度的显示屏冒充256级灰度。
其控制成本只有256级灰度的控制的1/5。
最简单的方法是播放一个比较激烈的运动场面的VCD查看LED显示屏上是否能够看清楚。
六、要买就要最好的
一切购买力来源于需要,满足需要并有一定的超前。
盲目的追求将浪费很多资金购买了自己不需要的功能。
引言
近年来,随着计算机技术、大规模集成电路和专用元器件的飞速发展,256级灰度的全彩色LED大显示屏在国内发展迅速,但是目前其显示效果并不理想:
一方面,LED的发光效率受制造工艺的影响表现出固有的差异,而且这种差异还随时间发生变化,这样由大量LED组成的大屏幕显示时会出现一些随机的暗斑或亮斑,严重影响显示要求,需要采用在线的点校正消除这种影响,另一方面,现有的全彩色大屏幕一般亮度等级不足,即便采用了非线性灰度控制技术,在低亮度等级上表现色彩的能力仍然较差,显示的层次感不强,由亮度等级不足导致的另一个问题是进行γ校正不容易,从而使全彩色LED大显示屏产生一定的颜色失真。
TI公司的最新推出的TLC5941驱动芯片具有点校正和高亮度等级的特点,由他组成的大屏幕驱动方案一定程度上解决了上述问题,可以构成高性能的显示系统。
2TLC5941芯片介绍
2.1芯片特点
TLC5941共有28个引脚,是一个16通道的LED恒流驱动器,能够同时驱动16个LED,每通道最大驱动能力80mA,每个通道可以通过PWM方式根据内部亮度寄存器的值进行4096级亮度控制,内部每个通道亮度寄存器的长度是12位,另外,流动每个通道LED的驱动电路由内部6位的点校正寄存器的值进行64级控制,而且驱动电流的最大值可通过片外电阻设定。
64级电流控制提供了LED点亮度校正的能力,4096级亮度调整则保证了即使在较低的亮度等级小,点阵中的每个点也有多达256级的灰度表示,从而红绿蓝全彩屏可有16M色的色彩表达能力,这两点对于高质量的彩色大屏幕显示是额外重要的。
相对于传统的彩色大屏幕显示系统,设计中利用可编程逻辑芯片(或高速CPU)集中产生PWM进行亮度控制,采用TLC5941后,由于驱动芯片TLC5941完成了PWM亮度控制,可编程逻辑芯片(或高速CPU)只需要处理缓存管理、亮度和点校正数据的输出,设计复杂度降低,而且由于PWM的亮度控制与数据串行移出无关,可以很方便地获得较高的帧频,取得很好的动态显示效果。
2.2管脚功能
TLC5941的所有内部数据寄存器,亮度寄存器,点校正寄存器和错误状态信息都是通过串行接口存取的,最大串行时钟效率为30MHz。
TLC5941的串行接口方式类似于74HC595,接口部分由5根信号线组成。
Mode(模式信号):
Mode=0是亮度信号输入模式,Mode=1点校正信号输入模式。
SCLK(串行时钟),在每个SCLK的上升沿,当Mode=0输入数据和输出数据移入和移出内部192位(16通道×12)的亮度串行移位寄存器,当Mode=1输入数据和输出数据移入和移出内部96(16通道×6)位的点校正串行移位寄存器。
SOUT:
串行数据输出。
SIN:
串行数据输入。
XLAT:
数据锁存,在XLAT的上升沿,如果Mode=0,亮度串行移位寄存器锁存到亮度控制寄存器,随机控制亮度PWM输出,如果Mode=1,点校正串行移位寄存器锁存到点校正控制寄存器,控制电流的输出。
为了保障彩色大屏幕的可靠运行,TLC5941提供了每一路LED开路和过温检测的能力,管脚XERR是集电极开路输出,用于出错时报警,16个通道中无论哪个通道有错误发生,XERR就会被拉到低电平,通过查询芯片的内部状态信息,就可以知道哪一路出现故障,系统中所有TLC5941的XERR管脚可以接到一起,通过上拉电阻接到高电平,通过监控这个信号,系统可以在运行过程中进行自我诊断。
另外TLC5941还提供了GCLK管脚,输入一个时钟信号可以同步PWM的产生。
3基于TLC5941的动态扫描驱动电路
本设计对象是640×480的全彩显示系统,这里只介绍他的驱动部分,整个屏由4块子屏组成,每一块子屏管理640×120象素大小的范围,都有单独的驱动电路,由于是室内屏,驱动设计采用动态1/8扫描驱动方式。
驱动电路的控制由可编程逻辑器件EPM1270(Altera)实现,为了提高帧频,串行数据采用15路并行输出的方法,每路对