P4全彩LED显示屏文档格式.docx

1、主要时新闻的编辑与播放，并有多种字体供选择重要通告的即时发布广告信息的播放等屏幕设计要点根据大楼的结构特征、屏幕的安装方和受众人员走动范围，结合我们公司的产品技术规格和特点，我们对此项目作了系统性的规划。技术设计和施工安装中，我们综合考虑的要项包括：屏幕目标观众的分布范围和屏幕安装方位的几何关系屏幕的整体解析度和尺寸屏幕的最大亮度和对比度屏幕的可视角度屏幕的主要视频指标参数屏幕的结构屏幕的操控性能屏幕的寿命屏幕的可靠性和可维护性屏幕的配电和防雷屏幕设计参数指标及建议1、LED参数序号项目芯片品牌波长（P）1红管 晶元620-625nm2绿管杭州士兰520-525nm（2.5nm一档）3蓝管46

2、5-470nm（2.5nm一档）2、像素模组模组图说明备注像素间距4mmA、 模组对角线尺寸误差0.2mm。B、 无废边、缩影、毛刺、变形等缺陷。C、 抗UV，耐候性强。D、 面罩的反扣式设计可防止变形脱出，装配更平整。E、 面罩表面无螺钉暴露，全部由后体装入，使表面更整洁美观，并可有效延长螺钉使用寿命。像素构成SMD三合一面罩结构反扣式设计4后体结构后维护设计5外壳材料低膨胀系数聚碳酸脂黑色塑料（PC）PCB及元器件板材（FR4）4面铜铂全玻纤板A、 保证板材厚度，确保不易变形。B、 保证铜铂厚度，提高电流负载能力，确保LED发光一致性。C、 保证铜铂厚度可提高整体散热性能。有助提高LED及

3、元器件的工作稳定性，延长使用寿命。板厚1.6mm铜铂厚度1安仕工艺绿油阻焊、双面喷锡3、驱动IC驱动IC驱动位数16位恒流驱动ICA、 恒流输出值不受输出端负载电压的影响，保证了电流输出的稳定性。B、 极为精确的电流输出值，确保LED可在正常的电流环境下工作。C、 快速的输出电流响应，使画面更流畅D、 高达25MHZ的时钟频率，画面更清澈，灰度表现更优秀。通道间最大差异值3%恒流输出范围5-90mA晶片间最大差异值6%时钟频率25MHZ6输出电流响应200ns7工作电压5V8电流输出调节电阻调整 屏体调试 屏体老化测试（1）显示单元示意图2）像素结构每个像素点内采用1红1纯绿1纯蓝共3颗LED

4、发光管。（3）管芯参数项 目波 长亮 度1.红色管芯6225-625nm120-140mcd2.纯绿管芯525-5275nm360-435mcd3.纯蓝管芯4625-465nm80-100参数模组点 间 距：管芯品牌：晶元+士兰发光点颜色：全彩色密度：62500点/基色：红绿蓝三色（1红1绿1蓝）亮度级：室内功耗模组最大功耗：17W工作电压：DC3.6V（采用公司专利技术实现节能：30%）单元板参数模组尺寸：256mm128mm（长*高）模组分辨率：64点32点分辨率：896*512（像素）约16：9最佳视距：大于4米可视角度：120（左右）（上下）亮度：2000cd/m2显示控制方式：同步刷

5、新驱动器件：MBI5024LED驱动方式：1/16扫描驱动通讯方式:网络工作环境温度：-20 +60相对湿度：85%工作电压：220V10%平均无故障时间1000小时寿命50000小时亮度调节256级可调刷新频率60Hz扫描速度3800帧/秒离散失控点小于万分之一通讯距离100米以内（无中继）LED大屏幕性能特点发光材料的特征LED大屏幕使运用LED发光器件的大型屏板显示系统。LED发光器件是新型发光材料，它具有驱动电压低、响应速度快、色纯度高等优点，在当今发光和显示领域，可谓是最活跃的前沿技术。与传统的CRT显示技术和投影技术相比较，LED发光器件带来的优点包括：还原颜色的色域更加宽广。见下

6、图所示。可以实现中心距3mm52mm的各种类型的平面显示装置，满足各种工众场合对视觉工具的要求。可以从各种解析度模式中，自由选择不同的解像度，使用户能够在实现的显示效果满足应用要求的同时，造价可以接受。几乎各种特殊应用，都可以通过细化设计，来达到最优的价格性能比。对于这一特征，目前其他平面显示技术是无法比拟的。视觉非线性校正LED的亮度调节采用13 Bits 的脉冲数量调制技巧，使得每种基色拥有256级灰阶的同时，还可以实现人眼的视觉非线性校正（校正功能）, 使的灰度的可辨识性大大提升。从而给人对画面的主观感觉是灰度层次分明，色彩逼真。视觉校正曲线如下图所示，其中的幂次是可以改变的。像元同步映

7、射技术由于采用的控制方式是监视器像元直接映射技术，屏幕上显示的图像是透明地从监视器显示数据中对应获得，其中没有任何软件介入。这一特征使得屏幕的现实信息的能力几乎与控制PC相同，能够显示的文字、动画、图案、视频节目等，仅仅取决于PC上安装的操作系统和应用软件。室内全彩屏幕关键技术简介室内全彩屏幕系统，采用的各项技术和实现各项功能的方案描述如下。数字视频图象接口 SDI技术为保证本系统技术指标不落后，将采用先进的前端控制。预计35年之内，电视机视频图象将普遍采用满足高清晰度电视（HDTV）和全数字化视频技术标准的图像采集设备。高清晰有线电视全数字化摄象机，采用数字输出接口的DVD。采用数字视频技术

8、标准的视频编辑设备、视频摄录设备、视频传输设备等将成为主流设备。为了符合这种发展趋势，我公司的LED显示屏系统除满足模拟视频信号输入要求以外，还可以提供无压缩的数字高清晰电视信号标准输入接口既SDI接口，此接口可兼容电气标准为SMPTE259M、SMPTE292M。它为纯数字信号接收、解码。信噪比无穷大。它为标准的10位数据灰度、12位内部图象处理操作，灰度等级可达到4096级，非线性处理使显示颜色达到10亿色，图象分辨率可支持1920dots1080dots（显示比例16:9）或1440dots1080dots（显示比例4:3）。数字视频通讯采用DVI标准的数字显示接口1999年，由Sili

9、con Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成数字显示工作组（Digital Display Working Group，DDWG）推出的数字显示接口（Digital Visual Interface，DVI）标准。目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的D/A（数字/模拟）转换器转变为R、G、三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设

10、备，显示设备中需配置相应的/（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过/和/2次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。 DVI标准由DDWG于1994年4月正式推出，它的基础是Silicon Image公司的PanalLink接口技术，PanalLink接口技术采用的是最小化传输差分信号（Transition Minimized Differential Signaling，TMDS）作为基本电气连接。计算机中生成的图像信息传送到显示处理单元（显卡）中，经处理并编码成数据信号，数据信号中包含了一些像素信息、同步信息以及一些控制信息，信息通过3个通道输出。同时还有一个通道用来传

11、送使发送和接收端同步的时钟信号。每一个通道中数据以差分信号方式传输，因此每一个通道需要2根传输线。由于采用差分信号传输，数据发送和接收中识别的都是压差信号，因此传输线缆长度对信号影响较小，可以实现远距离的数据传输。在接收端对接收到的数据进行解码，并处理生成图像信息供数字显示设备显示。在DVI标准中对接口的物理方式、电气指标、时钟方式、编码方式、传输方式、数据格式等进行了严格的定义和规范。对于数字显示设备，由于没有D/A和A/D转换过程，避免了图像细节的丢失，从而保证了计算机生成图像的完整再现。在DVI接口标准中还增加了一个热插拔监测信号，从而真正实现了即插即用。多媒体控制技术多媒体控制技术将模

12、拟Video信号和Audio信号转换成可以供计算机处理的数字信号，以完成数字化处理。多媒体控制技术通过A/D采集技术将模拟视频Video信号和模拟视频VGA信号转换成数字信号，进行同步运算处理以后，经过叠加后送显示屏显示。屏幕控制机上装有多媒体卡，可将多种Video视频源引入到大屏幕之上，如播放电视实况、录像影碟节目、卫星电视节目、有线电视节目、摄像机节目、播放系统能播放动画、图形、文字及其迭加、以及多种特技混合效果。通过多媒体控制技术，可以对屏幕的亮度、对比度和色饱和度进行调整以保证显示屏的观看效果，任意压缩或切割Video显示区域以适应显示屏大小，可以任意调整显示区域。输入的视频信号可以是

13、PAL或NTSC。视频处理技术2级非线性校正为了更加适合LED显示屏的显示特性，本制造商采用图像处理技术对视频信号进行了控制和处理。视频灰度非线性校正是人眼能舒适地观看显示屏的关键。无论是在电视机、计算机监视器和其它任何显示设备中，几乎都需使用该技术，这是由人眼的视觉特性决定的。没有经灰度校正的LED屏，会显得显示生硬、层次感差，看起来很不舒服，长时间观看甚至会对人眼造成伤害；只有经灰度校正后的LED显示屏才会显得纹理清晰，亮度柔和，灰度级过渡平缓。另外，由于LED本身的发光特性和电视机、计算机监视器（CRT）的发光特性不一样，简单地将在CRT上应用的非线性校正算法和反校正算法直接应用到LED

14、显示屏上是十分不科学的，会严重影响LED显示屏的图像质量，使观看效果更差。从常识可知，当电视在阳光充足的环境中的观看效果没有在无阳光的环境中观看舒适，这是由于在环境不同时，简单的灰度校正是无法满足人眼需求的，同样LED显示屏更是如此，由于用户不可能随便的移动该设备，因此必须使LED显示屏在各种环境下均能舒适地观看。在各种环境下的正常显示体现一个公司较高的设计水平。为了保证显示效果，对显示图像进行了两级灰度非线性校正。第一级灰度非线性校正由目前对人眼的视觉特性研究可知如下原理：人眼的主观亮度与光强为非线性关系。人眼在环境亮度较低时，对比度的响应比在高亮度环境中敏锐；有背景光时，对比灵敏度与光强的

15、线性关系范围大大减小：为了保证显示效果，国外的著名公司如日本富士通、美国TI公司提供了一些特殊的设计解决方案，能够克服了别的公司的同类产品的缺陷，设计并实现了更适合LED显示屏显示效果的非线性灰度校正算法，并且在Pro型超大规模集成电路中得以实现。超大规模集成电路Pro型具有独特的非线性灰度校正技术，从近万个灰度数据中非线性选择1024个灰度数据供显示用。第二级非线性校正 为了保证不同观看环境的显示效果，如白天、夜晚、阴雨天等，制造商设计并实现了第二级非线性校正技术，其中每基色各有8条非线性校正数据，可以选择不同的非线性校正数据以适应不同的观看环境。色座标空间变换（全彩色） 从色度图上能看到，

16、视频源的色空间三角形与LED发光二极管的色空间三角形是不同的。好在LED的色空间大于并包含了视频源的色空间，但问题是如果不对视频源输出的红绿蓝色坐标信号进行适当的调整（色坐标空间变换）LED显示屏上反映出的色彩便不是视频源色彩的真实对应，原本应发白色光时有可能会发粉红色或发生其它色偏现象。为克服以上问题，制造商在技术上运用高速图像处理芯片实现了色空间变换技术将视频源色空间上的每一点与LED色空间上的每一点一一对应起来，从而使画面色彩更贴近真实。色温处理我公司首先完成了从3500k至8500k的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。针对用户的各种需求，可以很容易地做到

17、无论是国际光度协会规定的6500k的D65白色，还是国际光度协会规定的5500k的E光源白色真实再现。色彩真实再现人眼有着奇怪的习惯，当屏幕再现绿色草地时，即使色度有较大偏差，也不会察觉。然而当皮肤色有一点点的变化，也会被立刻捕捉到差异。因此，我们用FLESH ADJUST技术对人眼最敏感的皮肤色进行了进一步的调整，确保将色彩偏差带给人眼的刺激降到最低。边缘增强采用图像增强技术，使得显示效果更加清晰、逼真，立体感更强烈，色彩更艳丽。降噪LED显示屏是高亮度显示系统，对显示图像进行降噪处理能保证图像更加干净和平滑。为了保证在白天和夜晚等不同光照度情况下的观看效果及节约电费，制造商设计显示屏具有亮

18、度调节功能，PLC系统采集当前环境照度值，并反馈到计算机网络，显示系统可以根据不同的环境光照度自动地进行无级亮度调节，并且具有手动方式调节功能。白平衡控制保证屏幕白平衡的主要方法是采用发光效率比较高、稳定性比较好的LED发光管。设计中制造商采用色还原度比较好的纯色发光二极管：采用进口台湾红、绿、蓝LED发光二极管芯片封装而成。独特的软件控制原理使得白平衡更完美自然。帧同步显示屏图像采用完全的帧同步技术，使图像更加稳定。通过对输入的每一帧图像所采用的LOCKEVENT技术，确保了同步的真实性，并且对屏幕上所有像素均衡的帧驱动才使得LED显示屏10万小时的寿命有真正的意义。因为如果采用早期的像素分

19、解，即使可获得一种视觉上的高分辨率，但由于LED驱动的不均衡，除了一段时间后由于LED衰减不同所带来的屏幕色彩不匀外，更大的问题是将直接影响屏幕寿命。运动补偿视频图像信号由于信息量大，在显示的物体处于快速运动过程中，往往会有图像变模糊，拖尾和横条等现象。这种现象一方面会影响观看效果，另一方面会影响摄像效果。为此，制造商在LED显示屏视频采集后端专门添加了运动补偿电路。无论是显示激动人心的体育竞技场面，还是显示美丽宁静的田园风光，画面都将清晰稳定。静态网格在对视频图像处理上，我们使用了运动补偿技术以确保消除高速图像时所产生的拉毛、锯齿边现象。而静态网络技术更使得静态图像被网络准确捕获，更稳定地输

20、出。这两项技术的采用使输出图像在专业级的概念上超过了电视显示的效果。逐行扫描补偿技术由于现在的电视信号多为隔行扫描，普通画面的单数行和双数行内容并非完全一致，画面中常有横向纹理。运用实时DSP数字信息处理和逐行扫描补偿技术，能在输入普通电视信号时，达到近似逐行扫描的显示效果，尤其在LED显示屏上，由于像素间距大，显示面积大，这种改善非常明显。高速扫描由于采用分布式控制，使系统的高速扫描成为可能。在我们最大限度的提高扫描频率的情况下，使我们的显示屏不仅仅是人眼，即使是专业的摄像机亦无法捕捉到帧闪烁，并且可根据用户要求采用逐点检测技术，以实现对显示屏状态的完全监控。超大规模集成电路技术实现视频显示

21、的传统方法是采用离散的、小规模的集成电路技术。当系统要求的性能有了大规模地提高时（如从16级灰度提高至1024级灰度），系统所使用的离散器件和小规模集成电路的数量将大幅度增加，整个系统的和可维护性将很难保证。另外，为保证显示效果需采取的非线性灰度校正措施，随着数据运算量的增加，也不得不采取更复杂的、更繁多的小规模离散器件，这也将使系统的可靠性和可维护性更加难以保证。为解决上述问题，提高显示效果，降低设计难度，保证系统的可靠性和可维护性，我公司均采用大型可变成单片系统。采用这种方案的先进性主要体现在以下方面：可实现8K级显示灰度调节当以1024级灰度显示，并进行无级调节亮度时，灰度无损失。可任意

22、设置各种校正曲线。超大规模集成电路技术和超大规模可编程集成电路的使用极大地提高了系统的显示性能，简化了系统的设计难度，提高了系统的稳定性和可靠性。1024级灰度高度集成化视频显示屏显示控制芯片采用集中控制的设计电路，运用ASIC设计的方法完成，极大地提高了LED显示屏控制部分的准确性、稳定性、从而提高LED显示屏质量，最大限度的满足LED显示屏是半永久性电子产品这一要求。控制芯片可提供每个像素点已进行灰度校正的1024级灰度，极大的提高了可视的色灰度级别。灰度校正后的1024级灰度的LED显示屏亮度、色彩过渡平滑有了很大的改进。高度集成型控制芯片使屏内LED显示块采用串行的数据连接方式，有效降

23、低信号的衰减，确保LED显示屏准确的接收、传送，并完成全视频动态显示。控制芯片利用高集成度，使LED显示屏的电路得到极大的简化，电路极其简单，彻底改变以往LED显示屏庞大复杂的电路设计，并且增加了可任意拼接、可带电插拔等多种使用功能。这样，生产、安装、维修、升级都变得方便易行。独特性的设计方案简化了LED显示屏的驱动系统，使数据运行流畅，也减少了个别元器件意外损坏的可能及通用元器件过多给显示造成的误差，提高了显示屏的整体质量，最大幅度的降低了故障率。模块化设计与串联的连接方式极大的减小了信号的衰减，使大规模长距离显示成为可能，从而保证信号可能传输1920点1080点，即全屏显示。在进行系统逻辑

24、电路设计时制造商采用超大规模可编程集成电路FPGA，替代以往系统中大量的中小规模的可编程集成电路GAL和EPLD。超大规模可编程集成电路规模可达一万门至二万门，极大提高了系统的稳定性和可维护性。采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路技术，使显示系统达到真正的1024级灰度、非线性灰度校正功能。恒流源技术恒流源：顾名思义是一种恒定电流输出的驱动器件，它的交流等效电阻很大，直流压降却不大，其等效的数字模型是VCCS（电压控制的电流源），工作于开关状态，其电流输出一旦通过调节电阻设定后，仅受控于输入的逻辑状态0或者1，输入信号有效时，其输出电流保持为某个给定时间常数的函数，不会因它所联接的外电

25、路不同而变化，输入信号无效时，其输出电流关断。LED是一种电流驱动的双端口器件，其发光特性仅与流过的电流大小相对应，普通的驱动器件不具备恒流特性，其输出电流亦会随输入电压变化。而我们知道，TTL电路的电压是一阀值，一点微小的变化虽不影响逻辑状态，但会影响到输出电流的大小，而直接反映到LED的发光，解决这一问题的唯一途径即是采用如上所提到的恒流源。另外，恒流源驱动器件的选用，保证了输出电流的大小恒定，也就可以去掉变通驱动器件必须要有的串联限流电阻，大大降低了消耗在电阻上的功率，降低了系统的发热，恒流源驱动器件的输出电流可以通过调节电阻很方便的调校，这样对于系统最终的白平衡定位提供了最大程度上的方

26、便。恒流源驱动电路是采用多路恒流源集成芯片驱动发光二极管，使通过二极管的电流恒定一致。非恒流源电路采用电阻PNP三极管驱动发光二极管发光，由于电阻阻值的不一致，PNP三极管的饱和特性不一致，发光二极管的发光亮度互相之间存在细微的差别。本公司采用专业级的AL62705C恒流源驱动芯片，基本特性如下：90mA恒流输出8路恒流驱动最大15V驱动电压SOP20脚封装低功耗CMOS锁存逻辑。LED单点恒流偏差小于3%。多媒体播放控制软件LED多媒体播放系统软件是专门针对LED视频屏的节目编辑，画面分割和节目播放而开发的应用软件，该系统由画面分割，节目编辑，节目播放和网络功能等主要部分组成。具有如下特性：灵活的画面分割功能：用户可以把LED屏的画面进行任意分割布局，子画面大小动态调节，画面布局模版可以重复使用。子画面可以设置时钟模型，时钟模型有模拟时钟和数字时钟两种，模拟时钟表盘用户可以自己定义，以提高显示效果和满足需求。优越的播放功能：系统能播放大多数常见的媒体节目，有文本，图片，动画，视频以及网络视频等媒体节目。每个子窗口都播放文本、图片、动画和视频节目。系统可以根据播放时序表自动按预定要求播放节目，也能按照指定节目进行播放。当机器运行临时中断后，在系统恢复运行时，能从中断点继续播放节目。简便灵活的节目编辑功能：根据播放节目媒体的