LS10液晶产品显示原理与常见故障介绍.ppt

,液晶产品显示原理与常见故障介绍,LS10机芯产品系列多媒体研发中心数字平面技术研究所,培训内容,一、液晶显示原理及重要术语指标介绍二、液晶显示的主要特点及部分重要概念三、液晶电视机芯LS10(SAA7117+MST5151)介绍四、针对LS10机芯的常见故障处理,液晶是一种介于固体和液体之间的物质，它具有液体的流动性也具有固体的有序排列方式；液晶本身不发光，液晶是一种有机化合物，在一定的温度范围内，它既具有液体的流动性、粘度、形变等机械性质，又具有晶体的热（热效应）、光（光学各向异性）、电（电光效应）、磁（磁光效应）等物理性质。光线穿透液晶的路径由构成它的分子排列所决定。人们发现给液晶充电会改变它的分子排列，继而造成光线的扭曲或折射，尽而达到显示效果。,液晶和液晶发光原理,平面显示技术分类（FDP）,LCD:LiquidCrystalDisplayTFT:ThinFilmTransistor,阴极射线管显示器阴极射线管装置较大且占空间平面显示器平面显示且省空间液晶显示器等离子显示器发光二极管显示器和其他设备在这些平面显示器中又可分为两类，1。能主动发光的2。需要背光源而由像素元件控制光通过状态的,平面显示技术分类（FDP）,TFTLCD是如何工作的?如何改变光线的亮度,TFTLCD是如何工作的?如何改变光线的亮度,V0,TFTLCD是如何工作的?如何改变光线的亮度,V3V,TFTLCD是如何工作的?如何改变光线的亮度,V5V,TFTLCD是如何工作的?如何实现彩色,LCD屏的构造,.,.,XGA786,432象素,768行,1024组（RGB）,分辨率概念,LCD屏的尺寸,LCD的尺寸完全确决于制造厂对玻璃基板的最大程度有效利用，没有统一的规格。,液晶显示中的广视角技术,液晶屏的“致命”缺陷普通TFTLCD的视角,现阶段较成熟的几种广视角技术：1、HITACHI、NEC、NOKIAandIPS(IN-PLANESWITCH);2、FUJITSUandMVA(MULTI-DOMAINVERTICALALIGNMENT);3、TN+FILM,TN+Film(TN+视角扩大膜)视角从90度140度；响应时间无任何改善,IPS,不论是否加电压，液晶分子排列状况均平行与玻璃基板；上下视角达170度，解决了灰阶反转问题，响应时间无改善；需加强背光亮度来改善对比度下降问题。,IPS与TN+FILM,MVA(MULTI-DOMAINVERTICALALIGNMENT),未加电时，液晶分子垂直排布，加电时，液晶分子水平排布；视角160度，解决灰阶反转，提高对比度、快速响应。,MVAandTN+FILM,LCD生产线,MostofTWNmakersconsiders1,100 x1,250for5thGen.LineL5(1100 x1250)followers:CMO,QDI,AU,最佳的屏幕尺寸切割,4,6,9,1,000 x1,200,1,100 x1,250,15,16,12,15,9,12,9,9,6,9,6,6,4,4,6,5thGen.,14.1”,15.0”,17.0”,18.1”,19.0”,20.1”,21.3”,24”W,GlassSize,6,680 x880,6,6,4,4,4,4,2,2,730 x920,6,4,4,4,2,4thGen.,730 x920IV,22“Wide,17“Wide,14“Normal,12“Wide,SubstrataSize,ScreenSize,550 x670III,370 x470II,15“Wide,LCD成品率A屏，B屏,重要的术语及关键指标,分辨率点距:液晶象素之间的距离。如18寸为：0.2805mm亮度：当液晶处于全开状态时测得的亮度。150500cd/m2对比度：当液晶处于全开状态和全关时测得的亮度之比。200:11600:1,重要的术语及关键指标,响应时间：TR+TF2540mS,理想的显示效果实际的显示效果,重要的术语及关键指标,视角:当对比度10的夹角。分水平和垂直方向,水平方向的视角垂直方向视角某些屏的垂直方向上视角下视角,重要的术语及关键指标,LCD寿命:LCD的寿命一般受限于背光源CCFL的寿命。15”、17”：4-CCFL18”、20”：6-CCFL良好的背光源驱动电路（Inverter）设计是保证CCFL寿命的关键。目前为3000050000HCCFL：ColdCathodeFlorescentLight（冷阴极荧光灯）,我公司现使用液晶屏的主要参数,TFT-LCD需求,2001,2002,2003,NotePC60%,Monitor35%,Other3%,LCDTV2%,NotePC48%,Monitor47%,other2%,LCDTV3%,NotePC45%,Monitor49%,other2%,LCDTV5%,Source:SEC,44Mpcs,65Mpcs,80Mpcs,48%,23%,Demand:HighGrowthRate-CAGR34%(0103,10.4”)MajorFactors:-SeverePriceDropin01=BreakofLCDMonitorstreetprice$299$399!-PCReplacementorupgradeperiod-DemandIncreaseinLCDmonitor(100%),MobileProducts(43%),TV(164%),TFT-LCDSupply(Region),2001,2002,2003,Korea41%,Japan35%,Taiwan24%,Japan23%,Taiwan36%,Korea48%,Japan19%,Taiwan33%,Korea41%,Source:SECMarketing(Q102),47Mpcs,63Mpcs,78Mpcs,34%,24%,Supply:HighIncrease-CAGR29%;(0103,10.4”)MajorFactors:-CapacityIncrease:SEC,LGP/Sharp,Hitachi/AU,CMO,CPT-5thGenerationInvestment:LGP(Q2,02),SEC(Oct,02)-TFTLCDlineconversiontoSmallSize-LowYieldforHighResolution/BiggerPanel-M&AorRestructuringamongTFTMakers,TFT-LCD的优点,TFT-LCD的优点,LCD和CRT的显示特性对比,TFTLCD与CRTMonitor对比,LCDMonitor和LCDTV的区别,LCDMonitor的接口模拟VGA,数字,数字模拟,模拟信号,模拟数字,数字LCD屏,电脑,LCDMonitor,VESA标准的15芯VGA接口是模拟信号一般电脑上都是这种接口,VGA15-pinD型接头针脚配置,LCDMonitor的接口数字DVI,数字,数字TMDS,数字信号,数字TMDS,数字LCD屏,电脑,LCDMonitor,VESA标准的DVI接口是数字信号高档电脑配有这种接口,DVI（DigitalVisualInterface)接口外观,DVI输入针脚配置,Chroma2226,Chroma2226,Chroma2326,TheDefinitionofDVIconnectorDigitalVideoInterface,DDC功能,DDC(DisplayDataChannel)：显示数据通道，通过该通道通知计算机主系统连接的显示器识别资料，并且根据使用的DDC等级，可通知计算机主系统其它显示能力等级。DDC1：一条单向数据通道。DDC2：一条双向数据通道。我公司现液晶产品均支持DDC1/2B显示。,LVDS显示接口,采用XGA分辨率或更高标准的液晶屏几乎都采用了LVDS接口。将Scalar送出的像素数据和向时序控制器(TCON)提供控制信号的并行信号进行串行处理。LVDS芯片组将24位RGB信号和4位控制信号及时钟转换为5对LVDS数据和时钟。总线由原来的28根变到现在的10根线，,VideoDecoder,VideoDecoder,Analogvideo(NTSC,PAL,SECAM)InputSide,DigitalvideoOutputSide,(Y)=Luminance(C)=(U,V)(U)=(R-Y)Pr,Cr(V)=(B-Y)Pb,c,ConvertsNTSC,etc.,analogvideotodigitalcomponentvideo,StandardAspectHLinesHPixelsVRateConventionalTVNTSC4:3525i72060PAL4:3625i72050SECAM4:3625i72050USDigitalTVSDTV4:3480i64030SDTV4:3480p64060/30/24SDTV4:3480i70430SDTV4:3480p70460/30/24SDTV16:9480i70430SDTV16:9480p70460/30/24HDTV16:9720p128060/30/24HDTV16:91080i192030/24HDTV16:91080p192060JapaneseHDTVHDTV16:91125i220060,TelevisionStandards,液晶电视机芯LS10介绍:,LS10机芯主要功能特点,接受多制式RFTV信号，可接受470MHZ的有线电视全增补频道节目，236套电视节目的存储容量复合视频VIDEO信号、Y/C分离S-VIDEO信号、YPBPR高清分量信号、模拟RGBVGA接口、数字高清多媒体接口(HDMI)“画中画”功能(PIPPBPPOP)先进的图像增强功能（LTI、CTI、所谓的6基色技术）图象缩放功能。支持以下缩放模式：全屏模式、4：3模式（16：9的屏）、16：9（4：3的屏）、电影模式、字幕电影模式定时功能：定时开关机、TV状态下无信号自动关机、PC无信号自动进入节能模式，有信号可唤醒,LS10机芯主要机型,LS10机芯是长虹公司在中大屏幕液晶电视领域内的主流产品，包括LT3212，LT3712，LT3288，LT3788，LT4288，LT4028，LT3219P，LT3719P，LT4019P等多种型号，覆盖从32寸到42寸的主流产品线。截止目前已累计销售超过20万台。,LS10机芯原理框图,整机电路组成,长虹LS10机芯液晶电视主要由稳压电路、射频电路、数字视频处理电路、功率放大电路、模拟视频电路、系统控制电路及键控电路组成,LS10机芯主要模块或集成电路：,1、TMD4-C22IP1RW一体化高频头2、PT2330/PT2336D类数字音频功放3、MST5151模数转换及格式变换4、SAA7117AH视频解码（数字Decoder）5、SAA7115HL/V1视频解码(SUB-channel)6、K4D263238F-QC50帧存储器(DDR)7、M4334J数字音频解码器8、PI5V330A视频切换开关9、PMC25LV512Flash（程序存储器）,系统核心(一)：MST5151,MST5151是台湾晨星(M_STAR)公司开发的一块专为FPD设计的高性能、高集成度的图像处理芯片，能支持到UXGA1080P格式。它集成了一组高性能模数转换器、高质量格式变换系统、OSD发生器、输出时钟产生器、多格式输出显示接口（支持TTL、LVDS、RVDS）及内置的HDMI/DVI接收器：双通道高品质的图象缩放功能双通道三维隔行视频输出全面的PIP/POP功能数字视频I/O和同步信号处理器智能化输入信号模式自动识别；集成高性能的PLL锁相环输出高可靠的自适应HDMI/DVI输入接口YUV4:2:2/8bit数字视频接口；内置增益、对比度、亮度、色饱和度、色调、肤色校正调节电路；,系统核心(一)：MST5151,MST518系统框图,系统核心（二）SAA7117,SAA7117AH是原SAA7118X-VIP基础上改进的视频信号转换器(数字解码器),可提供10位的A/D转换,增强了PAL/NTSC梳状滤波器的性能,支持多种视频输入信号。NTST/PAL/SECAM三种制式的视频解码自动颜色校正亮度,对比度和饱和度的调整可由外接串口经IC总线读出存储器数据,速率高达400KB/S,允许自动增量内置可编程时钟相位校正电路Power-Down掉电模式,系统核心（二）SAA7117,3倍率8-bit模数转换器可对隔行扫描视频信号自动检测1.8V和3.3V供电较低的增益温度漂移输出格式支持RGB4:4:4,YUV4:4:4,YUV4:2:2,CCIR656等格式；,系统核心（二）SAA7117,系统核心（三）MCU-MM502,MM502是一种专为显示器，液晶电视机等平板产品开发的微型处理器由台湾的民生公司(Myson)。它内置8051内核，1024-byteSRAM,14PWMDACs,内置128KB的可编程FLASH-ROM，可直接进行硬件的在线编程。8051内核，12M时钟频率0.35um工艺，3.3V/5V供电，I/O使用5V电平1024bRAM，128KB的可编程FLASH-ROM,系统核心（三）MCU-MM502,最大14个PWMDAC可对同步信号进行复合的插入和分解，并会检测水平/垂直信号的频率和极性，并对极性自动做出调整。可为其它IC提供时钟信号低功耗最大4个通道8-bitA/D转换为内部通讯的独立IC控制接口,系统核心（四）NJW1142,NJW1142是日本JRC公司开发的一款声音处理器，拥有非常全面的电视音频信号处理功能，例如音调，平衡，音质，音量，静音和AGC的控制等。其所有的内在状态和变量均由IC总线控制。电压8-10V4路音频输入/输出模拟立体声效果IC总线控制Bi-CMOS技术,系统核心（四）NJW1142,系统核心（五）D类音频放大器PT2330,PT2330是一种专为音频设备设计的功率放大器，其最大功率输出可达30W（RL3，PVH15.3V）.作为D类放大器，PT2330比AB级放大器更为高效（80%），更低功耗，有更加出色的音质，只有0.2%的谐波失真。高功率CMOS技术模拟立体声输出最大功率可达30W（3）2和THD10%静音功能内置5V调节电压内置短路与过热保护内置供电电压保护电路低谐波失真，高音质,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（1）,一、图像信号流程：AV/S和经过主调谐器解调后的TV视频(CVBS)信号通过TV板转接送入至视频解码芯片SAA7117AH进行解码和A/D变换后，输出CCIR656格式信号经过MST5151进行数字处理和格式变换，将不同的输入格式变成统一的上屏信号格式。PC和HDTV(YPbPr)及HDMI信号直接送入MST5151进行处理形成统一的上屏信号。,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（2）,二、伴音流程：TV伴音：射频信号经主调谐器解调后输出音频信号，再输入到NJW1142进行音效处理，输出的音频信号进入到D类功放TA2024/PT2330中进行功率放大，最后送入扬声器。AV2/S伴音：经过AV输入的音频信号直接输入到NJW1142进行音效处理，输出的音频信号进入到D类功放TA2024/PT2330中进行功率放大，最后送入扬声器。PC/HDMI、YPBPR、AV1的伴音经过74HC4052选通输入到NJW1142进行音效处理，输出的音频信号进入到D类功放TA2024/PT2330中进行功率放大，最后送入扬声器。HDMI的信号先输入到MST5151中将数字音频I2S信号分离出来，然后在M4334J中进行解调，再经过74HC4052选通输入到NJW1142进行音效处理，输出的音频信号进入到D类功放TA2024/PT2330中进行功率放大，最后送入扬声器。,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（3）,三、整机供电系统：从电源板共有4路电压输出，+24V，+12V，+5V和+5VMCU。其中+24V供LCD屏的逆变器使用，+12V供功放使用，+5V通过LDO(如LM1117、LM1084等)变成3.3V、2.5V和1.8V，供IC使用，液晶屏的图象驱动模块的电压则由+24V经DC-DC变化后提供。在待机状态下+24V、+12、+5V会被关断，而+5VMCU仅向MCU、红外接收器、EEPROM等器件供电。,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（4）,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（5）,常见问题及处理（1）,1.故障现象：HDMI模式下无信号识别，检查U801（型号为24LC04）并无虚焊。原因及处理：没有写入HDCP或HDCP不正确；重新写入HDCP。2故障现象：有声音无图象，开机也不出LOGO，背光亮原因及处理：检查上屏的连接线没接好；接好上屏线。3故障现象：TV下无图像、无声音，也无雪花点，但AV正常原因及处理：检查高频外围是否工作正常（包括总线和电源），若正常高频仍然没有输出，则高频头失效。4故障现象：液晶电视不受控（包括红灯亮但不开机、遥控器和本机键对其不起作用等）原因及处理：液晶电视出现了死机现象，断电重启。,常见问题及处理（2）,5故障现象：液晶屏背灯不亮。原因及处理：JP202的4脚（BKON-OFF）与3脚（GND）连焊。6故障现象：开机后OSD显示字幕花屏。原因及处理：MST5151接触不良；重新认真焊接。7故障现象：无伴音输出，但检查其音频解码和放大的外围电路均工作正常。原因及处理：检查其静音电路，发现静音电平一直被触发，