TFT液晶電視邏輯板的數(shù)字信號(hào)工作原理

梁齊愛(ài)

摘要：液晶電視的邏輯板的作用是將主板送來(lái)的LVDS信號(hào)轉(zhuǎn)換成液晶面板所需要的行列驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)液晶屏正常顯像，是液晶電視中的數(shù)字處理電路與液晶面板顯示電路的橋梁。

關(guān)鍵詞：液晶電視；邏輯板；LVDS信號(hào)

中圖分類號(hào)：TN949.192 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）09-0076-02

TFT液晶屏的邏輯板包括五部分電路：時(shí)序控制電路（T-CON）、DC-DC轉(zhuǎn)換電路、屏源極驅(qū)動(dòng)（列驅(qū)動(dòng)）電路、灰階電壓（伽馬校正）發(fā)生電路、屏柵極驅(qū)動(dòng)（行驅(qū)動(dòng)）電路，其組成框圖如圖1所示。

以前，CRT電視機(jī)顯示的圖像是通過(guò)電子束按順序逐個(gè)像素掃描著屏最后合成一幅完整的畫(huà)面。而液晶屏顯示圖像時(shí)，要求像素一行一行地著屏，最后合成一幅完整的畫(huà)畫(huà)。邏輯板中的時(shí)序控制電路的作用就是把從主板送來(lái)的LVDS信號(hào)（包括數(shù)據(jù)信號(hào)、同步信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、使能信號(hào)）進(jìn)行重新編排，轉(zhuǎn)換成RSDS格式的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)序信號(hào)（STV、CKV、STH、CKH、POL），使像素由逐個(gè)著屏變成逐行著屏的圖像信號(hào)。而DC-DC轉(zhuǎn)換電路主要產(chǎn)生行驅(qū)動(dòng)器（掃描驅(qū)動(dòng)器或柵極驅(qū)動(dòng)器）的開(kāi)關(guān)電壓VGH、VGL，和列驅(qū)動(dòng)器（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器或源極驅(qū)動(dòng)器）的工作電壓VDA，以及時(shí)序電路的工作電壓VDD?；译A電壓發(fā)生器的作用是校正圖像灰度失真現(xiàn)像，確保畫(huà)面逼真。

1 邏輯板電路各部分電路的詳細(xì)介紹

1.1 時(shí)序控制電路（T-CON）

時(shí)序控制電路是整個(gè)邏輯板處理電路的核心，它由一塊時(shí)序控制芯片和CPU構(gòu)成。該電路把主板送來(lái)的LVDS信號(hào)（包括圖像的RGB基色信號(hào)、行同步、場(chǎng)同步信號(hào)及時(shí)鐘信號(hào)）經(jīng)過(guò)時(shí)序轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生RSDS圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，以及后級(jí)行、列驅(qū)動(dòng)電路所需的各種時(shí)序控制信號(hào)，圖2詳細(xì)地展示了時(shí)序控制電路中的信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程。

LVDS信號(hào)包括4組差分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)信號(hào) （對(duì)應(yīng)圖像RGB三基色信號(hào)）和1組差分時(shí)鐘對(duì)信號(hào)（對(duì)應(yīng)行場(chǎng)同步信號(hào)及時(shí)鐘信號(hào)），這些信號(hào)進(jìn)入時(shí)序控制電路后，4組差分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)信號(hào)被轉(zhuǎn)換成RSDS圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，差分時(shí)鐘對(duì)信號(hào)被轉(zhuǎn)換成STV、CKV、STH、CKH、POL等控制信號(hào)。不同的屏，轉(zhuǎn)換計(jì)算方法會(huì)有的不同，主要由軟件來(lái)控制。

由時(shí)序控制電路還對(duì)行、列驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行復(fù)位，以便從屏幕的最上面一行開(kāi)始寫(xiě)入數(shù)據(jù)，每次掃描一行，直到屏幕的最下面一行，從而完成一幀畫(huà)面的顯示。

1.2 灰階電壓發(fā)生電路（伽馬校正）

RSDS信號(hào)送入列驅(qū)動(dòng)電路（源極驅(qū)動(dòng)電路）后，列驅(qū)動(dòng)電路會(huì)將它轉(zhuǎn)換成幅度變化的像素信號(hào)電壓，并加到列電極上，如圖3所示。由圖4可知，當(dāng)電壓等分變化時(shí)，屏幕亮度并不等分，而是中間變化快，兩頭變慢。在圖像信號(hào)電壓低亮度和高亮度時(shí)，即使信號(hào)電壓幅度發(fā)生了較大的變化，顯示的圖像亮度變化卻較小，這們會(huì)使高亮度區(qū)和低亮度區(qū)的圖像層次（即灰度等級(jí)）變差，引起圖像灰度嚴(yán)重畸變，必須予以校正，因此，邏輯板上配置了灰階電壓發(fā)生電路，該電路采用一系列幅度變成不成比例的預(yù)失真電壓，對(duì)失真曲線進(jìn)行校正。這系列的預(yù)失真電壓又稱為灰階電壓，它們相對(duì)公共電極電壓可以是正值也可以是負(fù)值。事實(shí)上，大多數(shù)液晶屏上的像素電壓在兩極之間交替切換，使得液晶屏上的平均電壓值為0V，避免與偏壓相關(guān)的老化問(wèn)題。灰階電壓經(jīng)過(guò)緩沖電路后，進(jìn)入液晶屏列驅(qū)動(dòng)電路，在其內(nèi)部根據(jù)像素信號(hào)的亮度情況，灰階電壓對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，使得加到液晶屏內(nèi)部TFT源極的像素驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正，從而完成圖像的灰度校正。

1.3 DC-DC轉(zhuǎn)換電路

液晶屏邏輯板是一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，為了保證系統(tǒng)能穩(wěn)定工作，在邊輯板上專門(mén)設(shè)置了一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換電路，它實(shí)際上就是一個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)電源。液晶電視機(jī)主板送來(lái)的5V或者12V電源，經(jīng)過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換電路，產(chǎn)生邏輯驅(qū)動(dòng)電路所需的VDD、VDA、VGL、VGH等電壓。其中，VGH是液晶屏行電極驅(qū)動(dòng)開(kāi)門(mén)控制電壓，其大小一般為18～24V；VGL是液晶屏行電極驅(qū)動(dòng)關(guān)門(mén)控制電壓，一般為-5～-6V；VDA是列驅(qū)動(dòng)電路的工作電壓，大小一般為9～16V，該電壓不正常，會(huì)出現(xiàn)圖像灰度異常的故障；VDD是時(shí)序控制電路所需要的工作電壓，一般為1.8～3.3V，該電壓不正常，會(huì)無(wú)圖像顯示。

1.4 源極驅(qū)動(dòng)電路（列驅(qū)動(dòng)）

源極驅(qū)動(dòng)電路把時(shí)序控制電路送出來(lái)的RSDS信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)TFT開(kāi)關(guān)管源極的像素信號(hào)。該信號(hào)必須具有驅(qū)動(dòng)液晶屏成像的幾個(gè)特點(diǎn)。一是信號(hào)必須是以“行”為單位的并行信號(hào)；二是信號(hào)極性必須是逐行翻轉(zhuǎn)的模擬信號(hào)（同一像素點(diǎn)相鄰場(chǎng)信號(hào)是反相的）；三是信號(hào)的幅度變化必須是經(jīng)過(guò)伽馬校正后，符合液晶分子透光特性的像素信號(hào)。而源極驅(qū)動(dòng)電路的作用就是將RSDS信號(hào)轉(zhuǎn)為符合上述特點(diǎn)要求的源極驅(qū)動(dòng)像素信號(hào)。

源極驅(qū)動(dòng)電路對(duì)RSDS信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程非常復(fù)雜，其內(nèi)部由移位寄存器電路、鎖存器電路、D/A變換電路，以及伽馬校正電路等組成，這些電路的正常工作，需要由時(shí)序控制電路產(chǎn)生的輔助控制信號(hào)（STH、CKH、POL）來(lái)配合完成。

1.5 柵極驅(qū)動(dòng)電路（行驅(qū)動(dòng)）

柵極驅(qū)動(dòng)電路的作用是由上向下，逐行的觸發(fā)液晶屏的行電極線，使液晶屏源極驅(qū)動(dòng)電路送來(lái)的一排一排像素信號(hào)逐行向下的“著屏”，從而排列組合成圖像。柵極驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的正脈沖叫做VGH，它是一個(gè)逐行向下位移的觸發(fā)脈沖。當(dāng)這個(gè)脈沖到來(lái)某一行時(shí)，觸發(fā)液晶屏中對(duì)應(yīng)的行電極線連接的所有TFT開(kāi)關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，由于VGH為電壓幅度很高，約18～24V，能保證TFT開(kāi)關(guān)管充分導(dǎo)通，把源極信號(hào)順利加到控制液晶分子扭曲的電極板上，從而點(diǎn)該行中的所有像素。

當(dāng)VGH脈沖離開(kāi)某行電極線時(shí)，為了保證該行的TFT開(kāi)關(guān)管的徹底關(guān)閉，需要在該行電極線上加標(biāo)識(shí)為VGH一個(gè)負(fù)電壓，一般選取-5V左右，保證TFT開(kāi)關(guān)管立即轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)。行、列驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)流程圖如5所示。

2 邏輯板的故障檢修

屏邏輯板出現(xiàn)故障時(shí)，液晶屏上會(huì)出現(xiàn)一些特殊的故障畫(huà)面，例如花屏、圖像缺損、圖像灰度失真、圖像撕裂、圖像忽亮忽時(shí)間、圖像左右顛倒、圖像暗淡、白屏、滿屏豎條、負(fù)像、圖像上在噪波點(diǎn)等故障現(xiàn)象。

判斷邏輯板是否正?？捎脭?shù)字萬(wàn)用表測(cè)量LVDS信號(hào)的直流電壓或用示波器測(cè)量波形，如果發(fā)現(xiàn)直流電壓拉低或無(wú)波形，則應(yīng)拔掉LVDS信號(hào)連接插座，再檢測(cè)主板端的LVDS信號(hào)直流電壓是否恢復(fù)正常，如恢復(fù)正常的話，可初步判定為邏輯板損壞。

邏輯板出現(xiàn)故障時(shí)，首先檢查邏輯板供電否正常；然后檢查邏輯板上的芯片供電中否正常；再次檢查邏輯板上VDD、VDA、VGH、VGL、Vcom；最后檢查邏輯板上的LVDS接口和液晶屏屏接口是否正常。endprint