LED显示屏培训教材Word格式.docx
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均匀性=———————————————
白平衡时最亮像素点的亮度
选用知名厂家的发光晶粒,首先从材料上保证了像素点的亮度一致性。
此外,在屏幕制作过程中,需要对LED进行筛选,确保模块的亮度一致性。
在电路设计上采用恒流驱动保证屏幕具有良好的均匀性。
2.产品术语
元器件介绍
1.1.1什么是LED?
LED是发光二极管英文缩写(LIGHTEMITTINGDIODE),显示屏行业所说的LED特指能发出可见波段的LED。
1.1.2什么是PCB?
PCB是(printedcircuitboard的缩写)印刷电路板。
什么是BOM?
BOM是(billofmaterial的缩写)物料清单。
什么是LED显示模块?
由若干个显示像素组成的,结构上独立、能组成LED显示屏的最小单元。
典型的有8*8,8*16等。
什么是LED显示屏?
通过一定的控制方式,由LED器件阵列组成的显示屏幕。
认识LED显示屏控制系统
e)显卡
f)发送卡
g)接收卡
h)转接卡
i)显卡与发送卡安装在电脑内
j)显卡与发送卡的外部连线
基本术语
什么是像素
LED显示屏的最小发光单位,同普通电脑显示器中所说的像素含义相同。
什么是像素距(点间距)
相邻两个像素点之间的中心距离。
什么是DIP
DIP是DOUBLEIN-LINEPACKAGE的缩写,双列直插式组装。
什么是白平衡,什么是白平衡调节
我们所说的白平衡,就是指白色的平衡,即RGB三种颜色的亮度比例的平衡;
RGB三种颜色的亮度比例及白色坐标的调节,称为白平衡调节;
什么是对比度
在一定的环境照度下,LED显示屏最大亮度和背景亮度的比值。
什么是色温
光源发射的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。
什么是换帧频率
单位时间内显示屏画面信息更新的次数;
什么是刷新频率
显示画面在单位时间内被显示屏重复显示的次数;
什么是USB?
USB的英文缩写是UNIVERSALSERIALBUS,翻译成中文就是:
通用串行总线:
。
也称为通用串联接口,它能支持热插拔,能最多连接127个PC外部设备:
有USB1.0和USB2.0两种接口标准。
加工工艺介绍
什么是SMT?
什么是SMD?
SMT就是表面组装技术(SURFACEMOUNTEDtechnology的缩写),是目前电子组装行业里最流行的一种技术与工艺。
SMD是表面组装器件(surfacemounteddevice的缩写)。
什么是插灯模组,优点与缺点各是什么?
是指DIP封装的灯将灯脚穿过PCB板,通过焊接将锡灌满在灯孔内,由这种工艺作成的模组就是插灯摸组,优点是:
亮度高,散热好,缺点是像素密度小。
什么是表贴模组?
优点与缺点是什么?
表贴也叫SMT,将SMT封装的灯通过焊接工艺焊接在PCB板的表面,灯脚不用穿过PCB板,由这种工艺作成的模组叫表贴模组,优点是:
显示效果好,像素密度大,适合室内观看:
缺点是亮度不够高,灯管自身散热不够好。
什么是三合一?
什么是三并一?
他们有什么不同?
三合一是指将RGB三种不同颜色的晶片封装在同一胶体内。
优点是:
生产简单,显示效果好;
缺点是:
工艺复杂维修困难。
三并一是指将RGB三种独立封装的SMT灯按照一定的间距垂直并列在一起,这样不但具有三合一的各个优点,还能解决三合一的各种缺点。
他们不同之处:
k)三并一整屏视角比三合一要大,且三并一表面可以做光漫反射处理,得出的效果较三合一来说没有颗粒状,匀色性好。
l)从颜色上来讲,三并一全彩分光分色较三合一容易,且颜色饱和度高。
m)三并一是用整个面来发光,而三合一只局限于点发光,所以三并一整体上的颜色要比三合一均匀。
n)我公司三并一有面罩保护,使整个屏体达到防尘、防晒、防直接与发光晶片的碰撞,并能达到保护发光晶片的效果,而三合一是发光晶片直接裸露在外,没有任何面罩保护的。
o)三并一较三合一维修成本低,实行单灯维修,维修方式简单
p)三并一是三点分开供电,功耗小,散热快,有效延长屏的寿命,可靠性高。
q)IC、驱动芯片温度较三合一低,从而提高了屏体的整体寿命
r)在整屏用同样的点间距、同样的恒流静态、同样的发光晶片、同样的芯片的情况下,三并一较三合一的成本要优惠得多。
s)从封装工艺上来论,三并一的封装成本及生产成本都较三合一低。
t)从焊接工艺上来讲,三并一要优越于三合一,在国内大部分厂商都可以做三并一的封装,而且这种封装方式很成熟普及,但三合一只有华刚一家在做封装,这样三合一就又有了一个局限性。
u)从工期上来讲,三并一的工期就是正常生产显示屏的生产日期,而三合一由于工艺上的复杂步骤,工期较长。
控制及数据输送介绍
什么是静态驱动:
?
什么是扫描驱动?
两者的区别是什么?
从驱动IC的输出脚到像素点之间实行“点对点”的控制叫做静态驱动,从驱动IC输出脚到像素点之间实行“点对列”的控制叫做扫描驱动,他需要行控制电路:
从驱动板上可以很清楚的看出:
静态驱动不需要行控制电路,成本教高、但显示效果好、稳定性好、亮度损失教小等;
扫描驱动它需要行控制电路,但成本低,显示效果差,亮度损失教大等;
静态驱动一般使用在包括P16间距以上的户外显示屏,动态驱动一般使用在P16点距以下较高密度的室内外显示屏;
动态扫描方式,8分之一表示为一个IC输出脚与8颗R或G或B连接,16分之一表示为一个IC输出脚与16颗R或G或B连接;
在同是32*16点的单元板中,8分之一使用的驱动IC是16分之一的两倍,亮度基本上也是两倍。
越是点距越密的显示屏,局限PCB尺寸,使用驱动IC减少,较容易使用16分之一扫描
什么是恒流驱动?
什么是恒压驱动?
恒流是指在驱动IC允许的工作环境内,恒定的输出设计时规定的电流值:
恒压是指在驱动IC允许的工作环境内,恒定的输出设计时规定的电压值;
现在显示屏主流驱动形式为恒流驱动,较低端单色门楣屏使用的是恒压驱动
什么是额定工作电压?
什么是工作电压?
什么是供电电压?
额定工作电压是指用电器正常工作时的电压;
工作电压是指用电器在额定的电压范围内、正常工作时的电压值:
供电电压分交流与直流供电电压,我们的现实交流供电电压都是AC220V---240V,直流供电电压一般都是5V、DC12V,太阳能供电一般都是12V。
什么是同步系统,什么是异步系统?
同步和异步是相对于电脑所言的,所谓的同步系统,是指显示屏所显示的内容和电脑显示器同步显示的LED显示屏控制系统;
异步系统是指,将计算机编辑好的显示数据事先存储在显示屏控制系统内,计算机关机后不会影响LED显示屏的正常显示,这样的控制系统就是异步控制系统
什么是远程控制?
在什么情况下使用?
所谓的远程并不一定是远距离。
远程控制包括主控制端与被控制端在一个局域网内,而空间距离并不远;
及主控制端和被控制端在比较远的空间距离内两种,客户要求或者根据客户控制位置超出光纤直接控制的距离,那么就用远程控制;
远程控制主控端与被控制端在一个局域网内的实现起来比较容易,不会
增加什么成本;
但不在一个局域网内的需要能够联网控制,在数据传输上要做保密处理,成本会根据客户具体要求而定。
什么是光纤传输?
什么是网线传输?
光纤传输是将电信号换成光信号利用透明的玻璃纤维传输,网线传输是利用金属导线直接进行电信号的传输。
什么情况下用网线?
什么情况下用光纤?
当显示屏和控制电脑的布线距离小于100米时,用网线传输;
当两者间的距离小于500米大于100米时,用多模光纤,当距离大于500米以上时,用单模光纤。
什么是局域网控制?
什么是互联网控制?
在局域网内部通过一台电脑控制另一台电脑或者连接到其它的外部设备,这种控制方式叫做局域网控制,主控制器通过被控制器在INTERNET网络中的IP地址,达到控制的目的,叫做互联网控制;
什么是DVI?
什么是VGA?
v)DVI是DigitalVideointerface的缩写,即数字视频接口。
它是现在国际通用的一种数字视频信号接口。
w)VGA是VideoGraphicsArray的缩写,是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准,在彩色显示器领域得到了广泛的应用。
什么是数字信号?
什么是数字电路?
数字信号是指信号幅度的取值是离散的,幅值表示被限制在0和1两个有限数值之内,处理和控制这种西信号的电路叫做数字电路
什么是模拟信号,什么是模拟电路?
模拟信号是指在时间上信号幅度的取值是连续的;
处理与控制这种信号的电路就叫模拟电路。
什么是PCI插槽
PCI插槽是基于PCI局部总线(PEDPHERDcomponentinterconnect,周边元件扩展接口)的扩展插槽。
PCI的插槽是主板的主要扩展插槽,通过插接不同的扩展卡可以获得目前电脑能实现的几乎所有外接功能:
什么是GPRS?
GPRS技术对显示屏的用处在那里?
GPRS是通过分组无线业务(GeneralPacketRadiosrvice),是在现有GSM系统上发展起来的一种新的承载业务,主要用于无线电通信;
在基于移动通信的GPRS数据网络上,将我们LED显示屏的数据通过GPRS收发模块进行数据通信,可以实现远程异地的点对点的小量数据传输,达到远程控制的目的;
显示介绍
什么是双基色,伪彩、全彩显示屏
通过不同颜色的发光二极管能够组成不同的显示屏,双基色是由红、绿或黄绿两种颜色组成、伪彩是由红色、黄绿、蓝色三种不同颜色组成、全彩是由红色、纯绿、纯蓝三种不同颜色组成。
什么是发光亮度
LED显示屏单位面积所发出的光强度,单位是CD/平米,简单的说就是一平米显示屏发出的光强度;
什么是亮度等级?
整屏亮度在最底到最高亮度之间的手动或自动调节的级数。
什么是最大亮度
在一定的环境照度下,LED显示屏各个基色在在最高灰度级和最高亮度级下测量的亮度为最大亮度;
什么是灰度等级
在同一亮度等级下,显示屏从最暗到最亮之间的技术处理级数。
什么是视角?
什么是可视角?
x)视角是观察方向的亮度下降到LED显示屏法线的亮度的1/2时。
同一个平面两个观察方向与法线方向所成的夹角。
分为水平与垂直视角;
y)可视角是刚好能看到显示屏上图像内容的方向,与显示屏法线所成的角。
zz)最佳视角是能刚好地看到显示屏上的内容,且不扁色,图像内容最清晰的方向与法线所成的夹角;
这三种视角的优先顺序是最佳视角、可视角、视角,客户最关系的是最佳视角。
什么是最佳视距?
是能刚好完整地看到显示屏上的内容,且不扁色,图像内容最清晰的位置相对于屏体的垂直距离。
什么是失控点?
分几种?
发光状态与控制要求不相符的像素点,失控点分为:
盲点(亦称死点)、常亮点(或暗点)闪点三种;
什么是色彩失真?
是指同一个物体在自然界和在显示器上显示,两者对于人眼感官视觉的差别。
什么是实像素?
什么是虚拟像素?
虚拟像素分那几种?
什么是像素共享?
aa)实像素是指显示屏上的物理像素点数和实际显示的像素点是1:
1的关系,显示屏实际有多少点,只能显示多少点的图像信息。
bb)虚拟像素就是指显示屏的物理像素点数和实际显示的像素点数的1:
N(N=2、的关系,它能显示的图像像素比显示屏的实际像素多2倍或者4倍;
虚拟像素使用情况一般为2R1G1B,且2R是由不同的红色驱动IC管理,一般采用的分布形式为
假设一个实像素显示屏点数为M*N点,如果采用虚拟像素,第2*2个像素点中的2R1G1B中的第一个R与自己本身旁边的1G1B组成一个像素,而且可以与相邻的1G1B组成一个像素,这样竖向部分红色的像素点为2N-1点,横向部分为2M-1点,导致整屏的像素点位(2M-1)*(2n-1),如果M、N点数趋近无限大,则显示屏的点数为2M*2N,较实像素点为2M*2N/M*N=4倍
cc)虚拟像素按照虚拟的方式可分为:
软件虚拟与硬件虚拟:
按照倍数关系分为2倍虚拟和4倍虚拟,按照一个模组上的排灯方式分为:
1R1G1B虚拟和2R1G1B虚拟;
虚拟像素显示的定义:
●显示单元中每一点的红、绿、蓝显示组成部分均匀分布,以配合像素的混色效果;
●虚显示点的表征颜色由相邻的红、绿、蓝像素混色构成。
●虚拟像素的点是分散的,实像素的点是凝聚的。
●虚拟像素的发光点在灯管间,实像素的发光点在灯管上
●红灯是控制单个的,不像实像素是串联的
为什么使用虚拟象素?
dd)可以提高显示性能:
在同等的灯管数量下,虚拟像素显示相当于四倍的实像素显示的效果。
ee)可以大幅降低整屏的造价:
使用虚拟像素大屏可以在同等分辨率下少
用四分之一的灯管,而且能达到实像素不少用灯管同等的视觉效果,
ff)使用虚拟像素可以降低人观看时的疲劳感,因为在LED大屏上发光点越是均匀分布,同等面积下发光越是均匀,所以人在观看时的疲劳感就越低。
检测校正介绍
什么是非线性校正?
如果电脑输出的数字信号不加校正的显示在LED显示屏上会出现色彩失真,所以在系统控制电路内,将原来电脑输出的信号经过一个非线性函数计算得出来的显示屏所需要的信号,由于前后信号之间属于非线性的关系,所以,我们常常叫它非线性校正。
什么是盲点检测技术
通过上位软件和底层硬件,能将显示屏上的盲点(LED开路及短路)检测出来,并形成报告告诉LED屏管理者,这么一种技术就叫盲点检测技术;
什么是电源检测
通过上位软件和底层硬件,能将显示屏上的各个供电电源的工作情况检测出来,并形成报告告诉LED屏体管理者,这么一种技术叫做电源检测技术。
什么是亮度检测?
什么是亮度调节?
亮度检测中的亮度是指LED显示屏所在的环境亮度,通过光传感器,将显示屏目前所处于的环境亮度检测出来,这种检测方式叫做亮度检测;
亮度调节中说的亮度是指LED显示屏所发出来的亮度,检测出的数据反馈到LED显示屏控制系统或控制电脑,然后根据这个数据调节显示屏的亮度,叫做亮度调节;
3.LED显示屏系统结构
LED显示屏系统作为光、电、声结合的多媒体高科技产品,主要包括以下部分:
∙显示屏体
∙控制主机及通讯系统
∙计算机及计算机外设
∙系统软件
3.1系统结构图
如上图所示,显示系统为VGA同步显示系统,VGA同步即VGA显示器上的内容可完全同步地在大屏上显示,这种结构的显示屏由播出机、控制板、屏体等组成,相互连接的关系如图所示,图中播出机为一台PC计算机,内含VGA专用显卡、采集卡。
播出机一方面负责显示内容的信息收集,并将待显示的内容按LED显示屏要求的特定格式和一定的播出顺序在VGA显示器上显示;
另一方面把VGA显示器上显示的画面通过采集卡,向控制板上发送,采集卡是VGA用于显示卡到LED屏之间的接口卡。
通过该卡,VGA显示器上的数据,以一定的速率实时向显示屏传送,控制板接受来自采集卡的信号,并将该信息自动分配到LED显示屏的每个单元板,从而完成显示屏所需要的各种信号,使LED显示屏体显现出色彩逼真、动态感强的画面。
屏体是LED最终显示单元,它由LED显示模块框架、电源和各种信号连线而构成。
3.2LED灯的工作电流
gg)红灯(R):
1.8-2.2V
hh)绿灯(G):
3.2-3.5V
ii)蓝灯(B):
3.0-3.3V
3.3LED显示屏的宽与高的计算方式
用Ф3.75(单元板的规格为:
304mm*152mm,规格为64*32点)为例,欲做一块(长)4m*(高)3m的LED显示屏,则计算方式如下:
4m/0.304m=13.16这个时候要取整数(可以四舍五入),取13,然后用13*0.304m=3.952m
即:
满足上述要求的长应为3.952m边框有铝材或者是不锈钢,边框宽度约为3.5mm,满足上述要求的LED显示屏的最终尺寸为:
3.952+0.07(两边边框的宽度之和)=4.022m。
同样的道理LED显示屏高度含边框的尺寸为:
3.04m+0.07m=3.11m。
3.4户外LED显示屏的计算方法
用PH16户外全彩,(箱体的尺寸为:
1024mm*768mm)为例,如果指定欲作LED显示屏的宽度与高度,可以用上述同样的方式计算。
如果客户要求做30平米这样的户外全彩屏。
对宽与高暂时没有要求,可以如下计算:
通常按4:
9的比例计算:
若以4:
3的比例来设计其宽与高:
宽的计算方式:
30/12的结果开根号,然后乘以4,再除以1024mm取整。
然后用整数乘以箱体的宽就是屏体要求的宽度。
=1.581*4=6.324/1.024=6.17取整6,即:
显示屏的长度为:
6*1.024=6.144m。
同样的道理:
LED显示屏高度的计算方法为:
=1.581*3=4.743/0.768=6.17,取整数6
显示屏的高度为:
6*0.768=4.608m,显示屏的面积应为:
6.144*4.608=28.32m。
3.5显示屏的设计与选择
jj)显示屏的尺寸设计
在设计屏体大小时,有三个重要的因素:
(1)显示内容的需要
(2)场地空间条件
(3)显示屏单元模板尺寸(室内屏)或象素大小(户外屏)
kk)耗电与电源要求
显示屏的耗电量分为平均耗电量和最大耗电量。
平均耗电量又称工作电量,是平时实际耗电量。
最大耗电量是启动时或全亮等极端情况时的耗电量,最大耗电量是交流电供电(线径,开关等)必须考虑的要素。
平均耗电量一般为最大耗电量的1/3。
显示屏属大型精密电子设备,为了安全使用工作,其AC220V电源输入端或与其相连计算机的AC220V电源输入端必须接地。
3.6户外屏应考虑的问题
户外屏的主要问题如下:
ll)显示屏安装在户外,经常日晒雨淋,风吹尘盖,工作环境恶劣。
电子设备被淋湿或严重受潮会引起短路甚至起火,引发故障甚至火灾,造成损失;
mm)显示屏可能会受到雷电引起的强电强磁袭击;
nn)环境温度变化极大。
显示屏工作时本身就要产生一定的热量,如果环境温度过高而散热又不良,集成电路可能工作不正常,甚至被烧毁,从而使显示系统无法正常工作;
oo)受众面宽,视距要求远、视野要求广;
环境光变化大,特别是可能受到阳光直射。
针对以上特殊要求,户外显示屏必须做到:
(1)屏体及屏体与建筑的结合部必须严格防水防漏;
屏体要有良好的排水措施,一旦发生积水能顺利排放
(2)在显示屏及建筑物上安装避雷装置。
显示屏主体和外壳保持良好接地,接地电阻小于3欧姆,使雷电引起的大电流及时泄放;
(3)安装通风设备降温,使屏体内部温度在-10℃~40℃之间。
屏体背后上方安装轴流风机,排出热量;
(4)选用工作温度在-40℃~80℃之间的工业级集成电路芯片,防止冬季温度过低使显示屏不能启动。
;
(5)为了保证在环境光强烈的情况下远距离可视,必须选用超高亮度发光二极管;
(6)显示介质选用新型广视角管,视角宽阔,色彩纯正,一致协调。
显示介质的外封装为目前流行的带遮沿壳体,硅胶密封;
其外型精致美观,坚固耐用,具有防阳光直射、防尘、防水、防高温、防电路短路“五防”特点。
4.LED显示屏分类
4.1.按基色划分
pp)单色——构成LED显示屏的发光像元只有一种颜色,一般是红色或绿色,由于蓝色LED的成本较高,一般只用于制作全彩屏。
单色LED由于表现力较差,一般只用于显示文字。
qq)双基色——构成LED显示屏的发光像元有红绿两种颜色,依靠红绿两种基色的不同灰度等级组合可以显示多种颜色。
双基色屏虽然达不到全彩色的显示效果,但由于性能价格比较高,得到了广泛的应用。
可以显示文字、图片、动画以及视频图像。
rr)全彩色——构成LED显示屏的发光像元有红绿蓝三种颜色,依靠红绿蓝三种基色的不同灰度等级组合可以较好地还自然界的色彩,具有丰富的表现力,从理论上讲,其色彩的还原能力超过电视机,随着蓝色晶片的价格下降,全彩屏的制作成本不断降低,将成为LED显示屏的发展方向。
4.2.按控制方式划分
ss)条屏——条屏由单片机控制,主要用于文字显示,本身可独立工作,可用遥控器输入信息,也可与计算机通讯,接收计算梵发来的信息,由于这类LED显示屏通常做成条状,故称条屏。
tt)图文屏——图文屏由单片机控制,一般无灰度控制,即发光像元只有一个亮度等级,通过发光点的亮或灭组成文或图形显示,双基色图文屏可显示红绿黄三种颜色。
图文屏与计算机通讯,接收计算机发来的信息,一般采用异步通讯方式,一台计算机可控制若干块图文屏。
图文屏可脱机工作,显示最后接收到的显示信息。
uu)视屏——视屏是指L
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